OSDN Git Service

2012-02-01 Richard Guenther <rguenther@suse.de>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / fortran / gfortran.texi
1 \input texinfo  @c -*-texinfo-*-
2 @c %**start of header
3 @setfilename gfortran.info
4 @set copyrights-gfortran 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011, 2012
5
6 @include gcc-common.texi
7
8 @settitle The GNU Fortran Compiler
9
10 @c Create a separate index for command line options
11 @defcodeindex op
12 @c Merge the standard indexes into a single one.
13 @syncodeindex fn cp
14 @syncodeindex vr cp
15 @syncodeindex ky cp
16 @syncodeindex pg cp
17 @syncodeindex tp cp
18
19 @c TODO: The following "Part" definitions are included here temporarily
20 @c until they are incorporated into the official Texinfo distribution.
21 @c They borrow heavily from Texinfo's \unnchapentry definitions.
22
23 @tex
24 \gdef\part#1#2{%
25   \pchapsepmacro
26   \gdef\thischapter{}
27   \begingroup
28     \vglue\titlepagetopglue
29     \titlefonts \rm
30     \leftline{Part #1:@* #2}
31     \vskip4pt \hrule height 4pt width \hsize \vskip4pt
32   \endgroup
33   \writetocentry{part}{#2}{#1}
34 }
35 \gdef\blankpart{%
36   \writetocentry{blankpart}{}{}
37 }
38 % Part TOC-entry definition for summary contents.
39 \gdef\dosmallpartentry#1#2#3#4{%
40   \vskip .5\baselineskip plus.2\baselineskip
41   \begingroup
42     \let\rm=\bf \rm
43     \tocentry{Part #2: #1}{\doshortpageno\bgroup#4\egroup}
44   \endgroup
45 }
46 \gdef\dosmallblankpartentry#1#2#3#4{%
47   \vskip .5\baselineskip plus.2\baselineskip
48 }
49 % Part TOC-entry definition for regular contents.  This has to be
50 % equated to an existing entry to not cause problems when the PDF
51 % outline is created.
52 \gdef\dopartentry#1#2#3#4{%
53   \unnchapentry{Part #2: #1}{}{#3}{#4}
54 }
55 \gdef\doblankpartentry#1#2#3#4{}
56 @end tex
57
58 @c %**end of header
59
60 @c Use with @@smallbook.
61
62 @c %** start of document
63
64 @c Cause even numbered pages to be printed on the left hand side of
65 @c the page and odd numbered pages to be printed on the right hand
66 @c side of the page.  Using this, you can print on both sides of a
67 @c sheet of paper and have the text on the same part of the sheet.
68
69 @c The text on right hand pages is pushed towards the right hand
70 @c margin and the text on left hand pages is pushed toward the left
71 @c hand margin.
72 @c (To provide the reverse effect, set bindingoffset to -0.75in.)
73
74 @c @tex
75 @c \global\bindingoffset=0.75in
76 @c \global\normaloffset =0.75in
77 @c @end tex
78
79 @copying
80 Copyright @copyright{} @value{copyrights-gfortran} Free Software Foundation, Inc.
81
82 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
83 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3 or
84 any later version published by the Free Software Foundation; with the
85 Invariant Sections being ``Funding Free Software'', the Front-Cover
86 Texts being (a) (see below), and with the Back-Cover Texts being (b)
87 (see below).  A copy of the license is included in the section entitled
88 ``GNU Free Documentation License''.
89
90 (a) The FSF's Front-Cover Text is:
91
92      A GNU Manual
93
94 (b) The FSF's Back-Cover Text is:
95
96      You have freedom to copy and modify this GNU Manual, like GNU
97      software.  Copies published by the Free Software Foundation raise
98      funds for GNU development.
99 @end copying
100
101 @ifinfo
102 @dircategory Software development
103 @direntry
104 * gfortran: (gfortran).                  The GNU Fortran Compiler.
105 @end direntry
106 This file documents the use and the internals of
107 the GNU Fortran compiler, (@command{gfortran}).
108
109 Published by the Free Software Foundation
110 51 Franklin Street, Fifth Floor
111 Boston, MA 02110-1301 USA
112
113 @insertcopying
114 @end ifinfo
115
116
117 @setchapternewpage odd
118 @titlepage
119 @title Using GNU Fortran
120 @versionsubtitle
121 @author The @t{gfortran} team
122 @page
123 @vskip 0pt plus 1filll
124 Published by the Free Software Foundation@*
125 51 Franklin Street, Fifth Floor@*
126 Boston, MA 02110-1301, USA@*
127 @c Last printed ??ber, 19??.@*
128 @c Printed copies are available for $? each.@*
129 @c ISBN ???
130 @sp 1
131 @insertcopying
132 @end titlepage
133
134 @c TODO: The following "Part" definitions are included here temporarily
135 @c until they are incorporated into the official Texinfo distribution.
136
137 @tex
138 \global\let\partentry=\dosmallpartentry
139 \global\let\blankpartentry=\dosmallblankpartentry
140 @end tex
141 @summarycontents
142
143 @tex
144 \global\let\partentry=\dopartentry
145 \global\let\blankpartentry=\doblankpartentry
146 @end tex
147 @contents
148
149 @page
150
151 @c ---------------------------------------------------------------------
152 @c TexInfo table of contents.
153 @c ---------------------------------------------------------------------
154
155 @ifnottex
156 @node Top
157 @top Introduction
158 @cindex Introduction
159
160 This manual documents the use of @command{gfortran}, 
161 the GNU Fortran compiler.  You can find in this manual how to invoke
162 @command{gfortran}, as well as its features and incompatibilities.
163
164 @ifset DEVELOPMENT
165 @emph{Warning:} This document, and the compiler it describes, are still
166 under development.  While efforts are made to keep it up-to-date, it might
167 not accurately reflect the status of the most recent GNU Fortran compiler.
168 @end ifset
169
170 @comment
171 @comment  When you add a new menu item, please keep the right hand
172 @comment  aligned to the same column.  Do not use tabs.  This provides
173 @comment  better formatting.
174 @comment
175 @menu
176 * Introduction::
177
178 Part I: Invoking GNU Fortran
179 * Invoking GNU Fortran:: Command options supported by @command{gfortran}.
180 * Runtime::              Influencing runtime behavior with environment variables.
181
182 Part II: Language Reference
183 * Fortran 2003 and 2008 status::  Fortran 2003 and 2008 features supported by GNU Fortran.
184 * Compiler Characteristics::      User-visible implementation details.
185 * Mixed-Language Programming::    Interoperability with C
186 * Extensions::           Language extensions implemented by GNU Fortran.
187 * Intrinsic Procedures:: Intrinsic procedures supported by GNU Fortran.
188 * Intrinsic Modules::    Intrinsic modules supported by GNU Fortran.
189
190 * Contributing::         How you can help.
191 * Copying::              GNU General Public License says
192                          how you can copy and share GNU Fortran.
193 * GNU Free Documentation License::
194                          How you can copy and share this manual.
195 * Funding::              How to help assure continued work for free software.
196 * Option Index::         Index of command line options
197 * Keyword Index::        Index of concepts
198 @end menu
199 @end ifnottex
200
201 @c ---------------------------------------------------------------------
202 @c Introduction
203 @c ---------------------------------------------------------------------
204
205 @node Introduction
206 @chapter Introduction
207
208 @c The following duplicates the text on the TexInfo table of contents.
209 @iftex
210 This manual documents the use of @command{gfortran}, the GNU Fortran
211 compiler.  You can find in this manual how to invoke @command{gfortran},
212 as well as its features and incompatibilities.
213
214 @ifset DEVELOPMENT
215 @emph{Warning:} This document, and the compiler it describes, are still
216 under development.  While efforts are made to keep it up-to-date, it
217 might not accurately reflect the status of the most recent GNU Fortran
218 compiler.
219 @end ifset
220 @end iftex
221
222 The GNU Fortran compiler front end was
223 designed initially as a free replacement for,
224 or alternative to, the unix @command{f95} command;
225 @command{gfortran} is the command you will use to invoke the compiler.
226
227 @menu
228 * About GNU Fortran::    What you should know about the GNU Fortran compiler.
229 * GNU Fortran and GCC::  You can compile Fortran, C, or other programs.
230 * Preprocessing and conditional compilation:: The Fortran preprocessor
231 * GNU Fortran and G77::  Why we chose to start from scratch.
232 * Project Status::       Status of GNU Fortran, roadmap, proposed extensions.
233 * Standards::            Standards supported by GNU Fortran.
234 @end menu
235
236
237 @c ---------------------------------------------------------------------
238 @c About GNU Fortran
239 @c ---------------------------------------------------------------------
240
241 @node About GNU Fortran
242 @section About GNU Fortran
243
244 The GNU Fortran compiler supports the Fortran 77, 90 and 95 standards
245 completely, parts of the Fortran 2003 and Fortran 2008 standards, and
246 several vendor extensions.  The development goal is to provide the
247 following features:
248
249 @itemize @bullet
250 @item
251 Read a user's program,
252 stored in a file and containing instructions written
253 in Fortran 77, Fortran 90, Fortran 95, Fortran 2003 or Fortran 2008.
254 This file contains @dfn{source code}.
255
256 @item
257 Translate the user's program into instructions a computer
258 can carry out more quickly than it takes to translate the
259 instructions in the first
260 place.  The result after compilation of a program is
261 @dfn{machine code},
262 code designed to be efficiently translated and processed
263 by a machine such as your computer.
264 Humans usually are not as good writing machine code
265 as they are at writing Fortran (or C++, Ada, or Java),
266 because it is easy to make tiny mistakes writing machine code.
267
268 @item
269 Provide the user with information about the reasons why
270 the compiler is unable to create a binary from the source code.
271 Usually this will be the case if the source code is flawed.
272 The Fortran 90 standard requires that the compiler can point out
273 mistakes to the user.
274 An incorrect usage of the language causes an @dfn{error message}.
275
276 The compiler will also attempt to diagnose cases where the
277 user's program contains a correct usage of the language,
278 but instructs the computer to do something questionable.
279 This kind of diagnostics message is called a @dfn{warning message}.
280
281 @item
282 Provide optional information about the translation passes
283 from the source code to machine code.
284 This can help a user of the compiler to find the cause of
285 certain bugs which may not be obvious in the source code,
286 but may be more easily found at a lower level compiler output.
287 It also helps developers to find bugs in the compiler itself.
288
289 @item
290 Provide information in the generated machine code that can
291 make it easier to find bugs in the program (using a debugging tool,
292 called a @dfn{debugger}, such as the GNU Debugger @command{gdb}). 
293
294 @item
295 Locate and gather machine code already generated to
296 perform actions requested by statements in the user's program.
297 This machine code is organized into @dfn{modules} and is located
298 and @dfn{linked} to the user program. 
299 @end itemize
300
301 The GNU Fortran compiler consists of several components:
302
303 @itemize @bullet
304 @item
305 A version of the @command{gcc} command
306 (which also might be installed as the system's @command{cc} command)
307 that also understands and accepts Fortran source code.
308 The @command{gcc} command is the @dfn{driver} program for
309 all the languages in the GNU Compiler Collection (GCC);
310 With @command{gcc},
311 you can compile the source code of any language for
312 which a front end is available in GCC.
313
314 @item
315 The @command{gfortran} command itself,
316 which also might be installed as the
317 system's @command{f95} command.
318 @command{gfortran} is just another driver program,
319 but specifically for the Fortran compiler only.
320 The difference with @command{gcc} is that @command{gfortran}
321 will automatically link the correct libraries to your program.
322
323 @item
324 A collection of run-time libraries.
325 These libraries contain the machine code needed to support
326 capabilities of the Fortran language that are not directly
327 provided by the machine code generated by the
328 @command{gfortran} compilation phase,
329 such as intrinsic functions and subroutines,
330 and routines for interaction with files and the operating system.
331 @c and mechanisms to spawn,
332 @c unleash and pause threads in parallelized code.
333
334 @item
335 The Fortran compiler itself, (@command{f951}).
336 This is the GNU Fortran parser and code generator,
337 linked to and interfaced with the GCC backend library.
338 @command{f951} ``translates'' the source code to
339 assembler code.  You would typically not use this
340 program directly;
341 instead, the @command{gcc} or @command{gfortran} driver
342 programs will call it for you.
343 @end itemize
344
345
346 @c ---------------------------------------------------------------------
347 @c GNU Fortran and GCC
348 @c ---------------------------------------------------------------------
349
350 @node GNU Fortran and GCC
351 @section GNU Fortran and GCC
352 @cindex GNU Compiler Collection
353 @cindex GCC
354
355 GNU Fortran is a part of GCC, the @dfn{GNU Compiler Collection}.  GCC
356 consists of a collection of front ends for various languages, which
357 translate the source code into a language-independent form called
358 @dfn{GENERIC}.  This is then processed by a common middle end which
359 provides optimization, and then passed to one of a collection of back
360 ends which generate code for different computer architectures and
361 operating systems.
362
363 Functionally, this is implemented with a driver program (@command{gcc})
364 which provides the command-line interface for the compiler.  It calls
365 the relevant compiler front-end program (e.g., @command{f951} for
366 Fortran) for each file in the source code, and then calls the assembler
367 and linker as appropriate to produce the compiled output.  In a copy of
368 GCC which has been compiled with Fortran language support enabled,
369 @command{gcc} will recognize files with @file{.f}, @file{.for}, @file{.ftn},
370 @file{.f90}, @file{.f95}, @file{.f03} and @file{.f08} extensions as
371 Fortran source code, and compile it accordingly.  A @command{gfortran}
372 driver program is also provided, which is identical to @command{gcc}
373 except that it automatically links the Fortran runtime libraries into the
374 compiled program.
375
376 Source files with @file{.f}, @file{.for}, @file{.fpp}, @file{.ftn}, @file{.F},
377 @file{.FOR}, @file{.FPP}, and @file{.FTN} extensions are treated as fixed form.
378 Source files with @file{.f90}, @file{.f95}, @file{.f03}, @file{.f08},
379 @file{.F90}, @file{.F95}, @file{.F03} and @file{.F08} extensions are
380 treated as free form.  The capitalized versions of either form are run
381 through preprocessing.  Source files with the lower case @file{.fpp}
382 extension are also run through preprocessing.
383
384 This manual specifically documents the Fortran front end, which handles
385 the programming language's syntax and semantics.  The aspects of GCC
386 which relate to the optimization passes and the back-end code generation
387 are documented in the GCC manual; see 
388 @ref{Top,,Introduction,gcc,Using the GNU Compiler Collection (GCC)}.
389 The two manuals together provide a complete reference for the GNU
390 Fortran compiler.
391
392
393 @c ---------------------------------------------------------------------
394 @c Preprocessing and conditional compilation
395 @c ---------------------------------------------------------------------
396
397 @node Preprocessing and conditional compilation
398 @section Preprocessing and conditional compilation
399 @cindex CPP
400 @cindex FPP
401 @cindex Conditional compilation
402 @cindex Preprocessing
403 @cindex preprocessor, include file handling
404
405 Many Fortran compilers including GNU Fortran allow passing the source code
406 through a C preprocessor (CPP; sometimes also called the Fortran preprocessor,
407 FPP) to allow for conditional compilation.  In the case of GNU Fortran,
408 this is the GNU C Preprocessor in the traditional mode.  On systems with
409 case-preserving file names, the preprocessor is automatically invoked if the
410 filename extension is @file{.F}, @file{.FOR}, @file{.FTN}, @file{.fpp},
411 @file{.FPP}, @file{.F90}, @file{.F95}, @file{.F03} or @file{.F08}.  To manually
412 invoke the preprocessor on any file, use @option{-cpp}, to disable
413 preprocessing on files where the preprocessor is run automatically, use
414 @option{-nocpp}.
415
416 If a preprocessed file includes another file with the Fortran @code{INCLUDE}
417 statement, the included file is not preprocessed.  To preprocess included
418 files, use the equivalent preprocessor statement @code{#include}.
419
420 If GNU Fortran invokes the preprocessor, @code{__GFORTRAN__}
421 is defined and @code{__GNUC__}, @code{__GNUC_MINOR__} and
422 @code{__GNUC_PATCHLEVEL__} can be used to determine the version of the
423 compiler.  See @ref{Top,,Overview,cpp,The C Preprocessor} for details.
424
425 While CPP is the de-facto standard for preprocessing Fortran code,
426 Part 3 of the Fortran 95 standard (ISO/IEC 1539-3:1998) defines
427 Conditional Compilation, which is not widely used and not directly
428 supported by the GNU Fortran compiler.  You can use the program coco
429 to preprocess such files (@uref{http://www.daniellnagle.com/coco.html}).
430
431
432 @c ---------------------------------------------------------------------
433 @c GNU Fortran and G77
434 @c ---------------------------------------------------------------------
435
436 @node GNU Fortran and G77
437 @section GNU Fortran and G77
438 @cindex Fortran 77
439 @cindex @command{g77}
440
441 The GNU Fortran compiler is the successor to @command{g77}, the Fortran 
442 77 front end included in GCC prior to version 4.  It is an entirely new 
443 program that has been designed to provide Fortran 95 support and 
444 extensibility for future Fortran language standards, as well as providing 
445 backwards compatibility for Fortran 77 and nearly all of the GNU language 
446 extensions supported by @command{g77}.
447
448
449 @c ---------------------------------------------------------------------
450 @c Project Status
451 @c ---------------------------------------------------------------------
452
453 @node Project Status
454 @section Project Status
455
456 @quotation
457 As soon as @command{gfortran} can parse all of the statements correctly,
458 it will be in the ``larva'' state.
459 When we generate code, the ``puppa'' state.
460 When @command{gfortran} is done,
461 we'll see if it will be a beautiful butterfly,
462 or just a big bug....
463
464 --Andy Vaught, April 2000
465 @end quotation
466
467 The start of the GNU Fortran 95 project was announced on
468 the GCC homepage in March 18, 2000
469 (even though Andy had already been working on it for a while,
470 of course).
471
472 The GNU Fortran compiler is able to compile nearly all
473 standard-compliant Fortran 95, Fortran 90, and Fortran 77 programs,
474 including a number of standard and non-standard extensions, and can be
475 used on real-world programs.  In particular, the supported extensions
476 include OpenMP, Cray-style pointers, and several Fortran 2003 and Fortran
477 2008 features, including TR 15581.  However, it is still under
478 development and has a few remaining rough edges.
479
480 At present, the GNU Fortran compiler passes the
481 @uref{http://www.fortran-2000.com/ArnaudRecipes/fcvs21_f95.html, 
482 NIST Fortran 77 Test Suite}, and produces acceptable results on the
483 @uref{http://www.netlib.org/lapack/faq.html#1.21, LAPACK Test Suite}.
484 It also provides respectable performance on 
485 the @uref{http://www.polyhedron.com/pb05.html, Polyhedron Fortran
486 compiler benchmarks} and the
487 @uref{http://www.llnl.gov/asci_benchmarks/asci/limited/lfk/README.html,
488 Livermore Fortran Kernels test}.  It has been used to compile a number of
489 large real-world programs, including
490 @uref{http://mysite.verizon.net/serveall/moene.pdf, the HIRLAM
491 weather-forecasting code} and
492 @uref{http://www.theochem.uwa.edu.au/tonto/, the Tonto quantum 
493 chemistry package}; see @url{http://gcc.gnu.org/@/wiki/@/GfortranApps} for an
494 extended list.
495
496 Among other things, the GNU Fortran compiler is intended as a replacement
497 for G77.  At this point, nearly all programs that could be compiled with
498 G77 can be compiled with GNU Fortran, although there are a few minor known
499 regressions.
500
501 The primary work remaining to be done on GNU Fortran falls into three
502 categories: bug fixing (primarily regarding the treatment of invalid code
503 and providing useful error messages), improving the compiler optimizations
504 and the performance of compiled code, and extending the compiler to support
505 future standards---in particular, Fortran 2003 and Fortran 2008.
506
507
508 @c ---------------------------------------------------------------------
509 @c Standards
510 @c ---------------------------------------------------------------------
511
512 @node Standards
513 @section Standards
514 @cindex Standards
515
516 @menu
517 * Varying Length Character Strings::
518 @end menu
519
520 The GNU Fortran compiler implements
521 ISO/IEC 1539:1997 (Fortran 95).  As such, it can also compile essentially all
522 standard-compliant Fortran 90 and Fortran 77 programs.   It also supports
523 the ISO/IEC TR-15581 enhancements to allocatable arrays.
524
525 In the future, the GNU Fortran compiler will also support ISO/IEC
526 1539-1:2004 (Fortran 2003), ISO/IEC 1539-1:2010 (Fortran 2008) and
527 future Fortran standards.  Partial support of the Fortran 2003 and
528 Fortran 2008 standard is already provided; the current status of the
529 support is reported in the @ref{Fortran 2003 status} and
530 @ref{Fortran 2008 status} sections of the documentation.
531
532 Additionally, the GNU Fortran compilers supports the OpenMP specification
533 (version 3.1, @url{http://openmp.org/@/wp/@/openmp-specifications/}).
534
535 @node Varying Length Character Strings
536 @subsection Varying Length Character Strings
537 @cindex Varying length character strings
538 @cindex Varying length strings
539 @cindex strings, varying length
540
541 The Fortran 95 standard specifies in Part 2 (ISO/IEC 1539-2:2000)
542 varying length character strings.  While GNU Fortran currently does not
543 support such strings directly, there exist two Fortran implementations
544 for them, which work with GNU Fortran.  They can be found at
545 @uref{http://www.fortran.com/@/iso_varying_string.f95} and at
546 @uref{ftp://ftp.nag.co.uk/@/sc22wg5/@/ISO_VARYING_STRING/}.
547
548
549
550 @c =====================================================================
551 @c PART I: INVOCATION REFERENCE
552 @c =====================================================================
553
554 @tex
555 \part{I}{Invoking GNU Fortran}
556 @end tex
557
558 @c ---------------------------------------------------------------------
559 @c Compiler Options
560 @c ---------------------------------------------------------------------
561
562 @include invoke.texi
563
564
565 @c ---------------------------------------------------------------------
566 @c Runtime
567 @c ---------------------------------------------------------------------
568
569 @node Runtime
570 @chapter Runtime:  Influencing runtime behavior with environment variables
571 @cindex environment variable
572
573 The behavior of the @command{gfortran} can be influenced by
574 environment variables.
575
576 Malformed environment variables are silently ignored.
577
578 @menu
579 * GFORTRAN_STDIN_UNIT:: Unit number for standard input
580 * GFORTRAN_STDOUT_UNIT:: Unit number for standard output
581 * GFORTRAN_STDERR_UNIT:: Unit number for standard error
582 * GFORTRAN_TMPDIR:: Directory for scratch files
583 * GFORTRAN_UNBUFFERED_ALL:: Do not buffer I/O for all units.
584 * GFORTRAN_UNBUFFERED_PRECONNECTED:: Do not buffer I/O for preconnected units.
585 * GFORTRAN_SHOW_LOCUS::  Show location for runtime errors
586 * GFORTRAN_OPTIONAL_PLUS:: Print leading + where permitted
587 * GFORTRAN_DEFAULT_RECL:: Default record length for new files
588 * GFORTRAN_LIST_SEPARATOR::  Separator for list output
589 * GFORTRAN_CONVERT_UNIT::  Set endianness for unformatted I/O
590 * GFORTRAN_ERROR_BACKTRACE:: Show backtrace on run-time errors
591 @end menu
592
593 @node GFORTRAN_STDIN_UNIT
594 @section @env{GFORTRAN_STDIN_UNIT}---Unit number for standard input
595
596 This environment variable can be used to select the unit number
597 preconnected to standard input.  This must be a positive integer.
598 The default value is 5.
599
600 @node GFORTRAN_STDOUT_UNIT
601 @section @env{GFORTRAN_STDOUT_UNIT}---Unit number for standard output
602
603 This environment variable can be used to select the unit number
604 preconnected to standard output.  This must be a positive integer.
605 The default value is 6.
606
607 @node GFORTRAN_STDERR_UNIT
608 @section @env{GFORTRAN_STDERR_UNIT}---Unit number for standard error
609
610 This environment variable can be used to select the unit number
611 preconnected to standard error.  This must be a positive integer.
612 The default value is 0.
613
614 @node GFORTRAN_TMPDIR
615 @section @env{GFORTRAN_TMPDIR}---Directory for scratch files
616
617 This environment variable controls where scratch files are
618 created.  If this environment variable is missing,
619 GNU Fortran searches for the environment variable @env{TMP}, then @env{TEMP}.
620 If these are missing, the default is @file{/tmp}.
621
622 @node GFORTRAN_UNBUFFERED_ALL
623 @section @env{GFORTRAN_UNBUFFERED_ALL}---Do not buffer I/O on all units
624
625 This environment variable controls whether all I/O is unbuffered.  If
626 the first letter is @samp{y}, @samp{Y} or @samp{1}, all I/O is
627 unbuffered.  This will slow down small sequential reads and writes.  If
628 the first letter is @samp{n}, @samp{N} or @samp{0}, I/O is buffered.
629 This is the default.
630
631 @node GFORTRAN_UNBUFFERED_PRECONNECTED
632 @section @env{GFORTRAN_UNBUFFERED_PRECONNECTED}---Do not buffer I/O on preconnected units
633
634 The environment variable named @env{GFORTRAN_UNBUFFERED_PRECONNECTED} controls
635 whether I/O on a preconnected unit (i.e.@: STDOUT or STDERR) is unbuffered.  If 
636 the first letter is @samp{y}, @samp{Y} or @samp{1}, I/O is unbuffered.  This
637 will slow down small sequential reads and writes.  If the first letter
638 is @samp{n}, @samp{N} or @samp{0}, I/O is buffered.  This is the default.
639
640 @node GFORTRAN_SHOW_LOCUS
641 @section @env{GFORTRAN_SHOW_LOCUS}---Show location for runtime errors
642
643 If the first letter is @samp{y}, @samp{Y} or @samp{1}, filename and
644 line numbers for runtime errors are printed.  If the first letter is
645 @samp{n}, @samp{N} or @samp{0}, do not print filename and line numbers
646 for runtime errors.  The default is to print the location.
647
648 @node GFORTRAN_OPTIONAL_PLUS
649 @section @env{GFORTRAN_OPTIONAL_PLUS}---Print leading + where permitted
650
651 If the first letter is @samp{y}, @samp{Y} or @samp{1},
652 a plus sign is printed
653 where permitted by the Fortran standard.  If the first letter
654 is @samp{n}, @samp{N} or @samp{0}, a plus sign is not printed
655 in most cases.  Default is not to print plus signs.
656
657 @node GFORTRAN_DEFAULT_RECL
658 @section @env{GFORTRAN_DEFAULT_RECL}---Default record length for new files
659
660 This environment variable specifies the default record length, in
661 bytes, for files which are opened without a @code{RECL} tag in the
662 @code{OPEN} statement.  This must be a positive integer.  The
663 default value is 1073741824 bytes (1 GB).
664
665 @node GFORTRAN_LIST_SEPARATOR
666 @section @env{GFORTRAN_LIST_SEPARATOR}---Separator for list output
667
668 This environment variable specifies the separator when writing
669 list-directed output.  It may contain any number of spaces and
670 at most one comma.  If you specify this on the command line,
671 be sure to quote spaces, as in
672 @smallexample
673 $ GFORTRAN_LIST_SEPARATOR='  ,  ' ./a.out
674 @end smallexample
675 when @command{a.out} is the compiled Fortran program that you want to run.
676 Default is a single space.
677
678 @node GFORTRAN_CONVERT_UNIT
679 @section @env{GFORTRAN_CONVERT_UNIT}---Set endianness for unformatted I/O
680
681 By setting the @env{GFORTRAN_CONVERT_UNIT} variable, it is possible
682 to change the representation of data for unformatted files.
683 The syntax for the @env{GFORTRAN_CONVERT_UNIT} variable is:
684 @smallexample
685 GFORTRAN_CONVERT_UNIT: mode | mode ';' exception | exception ;
686 mode: 'native' | 'swap' | 'big_endian' | 'little_endian' ;
687 exception: mode ':' unit_list | unit_list ;
688 unit_list: unit_spec | unit_list unit_spec ;
689 unit_spec: INTEGER | INTEGER '-' INTEGER ;
690 @end smallexample
691 The variable consists of an optional default mode, followed by
692 a list of optional exceptions, which are separated by semicolons
693 from the preceding default and each other.  Each exception consists
694 of a format and a comma-separated list of units.  Valid values for
695 the modes are the same as for the @code{CONVERT} specifier:
696
697 @itemize @w{}
698 @item @code{NATIVE} Use the native format.  This is the default.
699 @item @code{SWAP} Swap between little- and big-endian.
700 @item @code{LITTLE_ENDIAN} Use the little-endian format
701 for unformatted files.
702 @item @code{BIG_ENDIAN} Use the big-endian format for unformatted files.
703 @end itemize
704 A missing mode for an exception is taken to mean @code{BIG_ENDIAN}.
705 Examples of values for @env{GFORTRAN_CONVERT_UNIT} are:
706 @itemize @w{}
707 @item @code{'big_endian'}  Do all unformatted I/O in big_endian mode.
708 @item @code{'little_endian;native:10-20,25'}  Do all unformatted I/O 
709 in little_endian mode, except for units 10 to 20 and 25, which are in
710 native format.
711 @item @code{'10-20'}  Units 10 to 20 are big-endian, the rest is native.
712 @end itemize
713
714 Setting the environment variables should be done on the command
715 line or via the @command{export}
716 command for @command{sh}-compatible shells and via @command{setenv}
717 for @command{csh}-compatible shells.
718
719 Example for @command{sh}:
720 @smallexample
721 $ gfortran foo.f90
722 $ GFORTRAN_CONVERT_UNIT='big_endian;native:10-20' ./a.out
723 @end smallexample
724
725 Example code for @command{csh}:
726 @smallexample
727 % gfortran foo.f90
728 % setenv GFORTRAN_CONVERT_UNIT 'big_endian;native:10-20'
729 % ./a.out
730 @end smallexample
731
732 Using anything but the native representation for unformatted data
733 carries a significant speed overhead.  If speed in this area matters
734 to you, it is best if you use this only for data that needs to be
735 portable.
736
737 @xref{CONVERT specifier}, for an alternative way to specify the
738 data representation for unformatted files.  @xref{Runtime Options}, for
739 setting a default data representation for the whole program.  The
740 @code{CONVERT} specifier overrides the @option{-fconvert} compile options.
741
742 @emph{Note that the values specified via the GFORTRAN_CONVERT_UNIT
743 environment variable will override the CONVERT specifier in the
744 open statement}.  This is to give control over data formats to
745 users who do not have the source code of their program available.
746
747 @node GFORTRAN_ERROR_BACKTRACE
748 @section @env{GFORTRAN_ERROR_BACKTRACE}---Show backtrace on run-time errors
749
750 If the @env{GFORTRAN_ERROR_BACKTRACE} variable is set to @samp{y},
751 @samp{Y} or @samp{1} (only the first letter is relevant) then a
752 backtrace is printed when a serious run-time error occurs.  To disable
753 the backtracing, set the variable to @samp{n}, @samp{N}, @samp{0}.
754 Default is to print a backtrace unless the @option{-fno-backtrace}
755 compile option was used.
756
757 @c =====================================================================
758 @c PART II: LANGUAGE REFERENCE
759 @c =====================================================================
760
761 @tex
762 \part{II}{Language Reference}
763 @end tex
764
765 @c ---------------------------------------------------------------------
766 @c Fortran 2003 and 2008 Status
767 @c ---------------------------------------------------------------------
768
769 @node Fortran 2003 and 2008 status
770 @chapter Fortran 2003 and 2008 Status
771
772 @menu
773 * Fortran 2003 status::
774 * Fortran 2008 status::
775 * TS 29113 status::
776 @end menu
777
778 @node Fortran 2003 status
779 @section Fortran 2003 status
780
781 GNU Fortran supports several Fortran 2003 features; an incomplete
782 list can be found below.  See also the
783 @uref{http://gcc.gnu.org/wiki/Fortran2003, wiki page} about Fortran 2003.
784
785 @itemize
786 @item Procedure pointers including procedure-pointer components with
787 @code{PASS} attribute.
788
789 @item Procedures which are bound to a derived type (type-bound procedures)
790 including @code{PASS}, @code{PROCEDURE} and @code{GENERIC}, and
791 operators bound to a type.
792
793 @item Abstract interfaces and type extension with the possibility to
794 override type-bound procedures or to have deferred binding.
795
796 @item Polymorphic entities (``@code{CLASS}'') for derived types -- including
797 @code{SAME_TYPE_AS}, @code{EXTENDS_TYPE_OF} and @code{SELECT TYPE}.
798 Note that unlimited polymophism is currently not supported.
799
800 @item Generic interface names, which have the same name as derived types,
801 are now supported. This allows one to write constructor functions.  Note
802 that Fortran does not support static constructor functions.  For static
803 variables, only default initialization or structure-constructor
804 initialization are available.
805
806 @item The @code{ASSOCIATE} construct.
807
808 @item Interoperability with C including enumerations, 
809
810 @item In structure constructors the components with default values may be
811 omitted.
812
813 @item Extensions to the @code{ALLOCATE} statement, allowing for a
814 type-specification with type parameter and for allocation and initialization
815 from a @code{SOURCE=} expression; @code{ALLOCATE} and @code{DEALLOCATE}
816 optionally return an error message string via @code{ERRMSG=}.
817
818 @item Reallocation on assignment: If an intrinsic assignment is
819 used, an allocatable variable on the left-hand side is automatically allocated
820 (if unallocated) or reallocated (if the shape is different). Currently, scalar
821 deferred character length left-hand sides are correctly handled but arrays
822 are not yet fully implemented.
823
824 @item Transferring of allocations via @code{MOVE_ALLOC}.
825
826 @item The @code{PRIVATE} and @code{PUBLIC} attributes may be given individually
827 to derived-type components.
828
829 @item In pointer assignments, the lower bound may be specified and
830 the remapping of elements is supported.
831
832 @item For pointers an @code{INTENT} may be specified which affect the
833 association status not the value of the pointer target.
834
835 @item Intrinsics @code{command_argument_count}, @code{get_command},
836 @code{get_command_argument}, and @code{get_environment_variable}.
837
838 @item Support for unicode characters (ISO 10646) and UTF-8, including
839 the @code{SELECTED_CHAR_KIND} and @code{NEW_LINE} intrinsic functions.
840
841 @item Support for binary, octal and hexadecimal (BOZ) constants in the
842 intrinsic functions @code{INT}, @code{REAL}, @code{CMPLX} and @code{DBLE}.
843
844 @item Support for namelist variables with allocatable and pointer
845 attribute and nonconstant length type parameter.
846
847 @item
848 @cindex array, constructors
849 @cindex @code{[...]}
850 Array constructors using square brackets.  That is, @code{[...]} rather
851 than @code{(/.../)}.  Type-specification for array constructors like
852 @code{(/ some-type :: ... /)}.
853
854 @item Extensions to the specification and initialization expressions,
855 including the support for intrinsics with real and complex arguments.
856
857 @item Support for the asynchronous input/output syntax; however, the
858 data transfer is currently always synchronously performed. 
859
860 @item
861 @cindex @code{FLUSH} statement
862 @cindex statement, @code{FLUSH}
863 @code{FLUSH} statement.
864
865 @item
866 @cindex @code{IOMSG=} specifier
867 @code{IOMSG=} specifier for I/O statements.
868
869 @item
870 @cindex @code{ENUM} statement
871 @cindex @code{ENUMERATOR} statement
872 @cindex statement, @code{ENUM}
873 @cindex statement, @code{ENUMERATOR}
874 @opindex @code{fshort-enums}
875 Support for the declaration of enumeration constants via the
876 @code{ENUM} and @code{ENUMERATOR} statements.  Interoperability with
877 @command{gcc} is guaranteed also for the case where the
878 @command{-fshort-enums} command line option is given.
879
880 @item
881 @cindex TR 15581
882 TR 15581:
883 @itemize
884 @item
885 @cindex @code{ALLOCATABLE} dummy arguments
886 @code{ALLOCATABLE} dummy arguments.
887 @item
888 @cindex @code{ALLOCATABLE} function results
889 @code{ALLOCATABLE} function results
890 @item
891 @cindex @code{ALLOCATABLE} components of derived types
892 @code{ALLOCATABLE} components of derived types
893 @end itemize
894
895 @item
896 @cindex @code{STREAM} I/O
897 @cindex @code{ACCESS='STREAM'} I/O
898 The @code{OPEN} statement supports the @code{ACCESS='STREAM'} specifier,
899 allowing I/O without any record structure.
900
901 @item
902 Namelist input/output for internal files.
903
904 @item Further I/O extensions: Rounding during formatted output, using of
905 a decimal comma instead of a decimal point, setting whether a plus sign
906 should appear for positive numbers.
907
908 @item
909 @cindex @code{PROTECTED} statement
910 @cindex statement, @code{PROTECTED}
911 The @code{PROTECTED} statement and attribute.
912
913 @item
914 @cindex @code{VALUE} statement
915 @cindex statement, @code{VALUE}
916 The @code{VALUE} statement and attribute.
917
918 @item
919 @cindex @code{VOLATILE} statement
920 @cindex statement, @code{VOLATILE}
921 The @code{VOLATILE} statement and attribute.
922
923 @item
924 @cindex @code{IMPORT} statement
925 @cindex statement, @code{IMPORT}
926 The @code{IMPORT} statement, allowing to import
927 host-associated derived types.
928
929 @item The intrinsic modules @code{ISO_FORTRAN_ENVIRONMENT} is supported,
930 which contains parameters of the I/O units, storage sizes. Additionally,
931 procedures for C interoperability are available in the @code{ISO_C_BINDING}
932 module.
933
934 @item
935 @cindex @code{USE, INTRINSIC} statement
936 @cindex statement, @code{USE, INTRINSIC}
937 @cindex @code{ISO_FORTRAN_ENV} statement
938 @cindex statement, @code{ISO_FORTRAN_ENV}
939 @code{USE} statement with @code{INTRINSIC} and @code{NON_INTRINSIC}
940 attribute; supported intrinsic modules: @code{ISO_FORTRAN_ENV},
941 @code{ISO_C_BINDING}, @code{OMP_LIB} and @code{OMP_LIB_KINDS}.
942
943 @item
944 Renaming of operators in the @code{USE} statement.
945
946 @end itemize
947
948
949 @node Fortran 2008 status
950 @section Fortran 2008 status
951
952 The latest version of the Fortran standard is ISO/IEC 1539-1:2010, informally
953 known as Fortran 2008.  The official version is available from International
954 Organization for Standardization (ISO) or its national member organizations.
955 The the final draft (FDIS) can be downloaded free of charge from
956 @url{http://www.nag.co.uk/@/sc22wg5/@/links.html}.  Fortran is developed by the
957 Working Group 5 of Sub-Committee 22 of the Joint Technical Committee 1 of the
958 International Organization for Standardization and the International
959 Electrotechnical Commission (IEC).  This group is known as
960 @uref{http://www.nag.co.uk/sc22wg5/, WG5}.
961
962 The GNU Fortran compiler supports several of the new features of Fortran 2008;
963 the @uref{http://gcc.gnu.org/wiki/Fortran2008Status, wiki} has some information
964 about the current Fortran 2008 implementation status.  In particular, the
965 following is implemented.
966
967 @itemize
968 @item The @option{-std=f2008} option and support for the file extensions 
969 @file{.f08} and @file{.F08}.
970
971 @item The @code{OPEN} statement now supports the @code{NEWUNIT=} option,
972 which returns a unique file unit, thus preventing inadvertent use of the
973 same unit in different parts of the program.
974
975 @item The @code{g0} format descriptor and unlimited format items.
976
977 @item The mathematical intrinsics @code{ASINH}, @code{ACOSH}, @code{ATANH},
978 @code{ERF}, @code{ERFC}, @code{GAMMA}, @code{LOG_GAMMA}, @code{BESSEL_J0},
979 @code{BESSEL_J1}, @code{BESSEL_JN}, @code{BESSEL_Y0}, @code{BESSEL_Y1},
980 @code{BESSEL_YN}, @code{HYPOT}, @code{NORM2}, and @code{ERFC_SCALED}.
981
982 @item Using complex arguments with @code{TAN}, @code{SINH}, @code{COSH},
983 @code{TANH}, @code{ASIN}, @code{ACOS}, and @code{ATAN} is now possible;
984 @code{ATAN}(@var{Y},@var{X}) is now an alias for @code{ATAN2}(@var{Y},@var{X}).
985
986 @item Support of the @code{PARITY} intrinsic functions.
987
988 @item The following bit intrinsics: @code{LEADZ} and @code{TRAILZ} for
989 counting the number of leading and trailing zero bits, @code{POPCNT} and
990 @code{POPPAR} for counting the number of one bits and returning the parity;
991 @code{BGE}, @code{BGT}, @code{BLE}, and @code{BLT} for bitwise comparisons;
992 @code{DSHIFTL} and @code{DSHIFTR} for combined left and right shifts,
993 @code{MASKL} and @code{MASKR} for simple left and right justified masks,
994 @code{MERGE_BITS} for a bitwise merge using a mask, @code{SHIFTA},
995 @code{SHIFTL} and @code{SHIFTR} for shift operations, and the
996 transformational bit intrinsics @code{IALL}, @code{IANY} and @code{IPARITY}.
997
998 @item Support of the @code{EXECUTE_COMMAND_LINE} intrinsic subroutine.
999
1000 @item Support for the @code{STORAGE_SIZE} intrinsic inquiry function.
1001
1002 @item The @code{INT@{8,16,32@}} and @code{REAL@{32,64,128@}} kind type
1003 parameters and the array-valued named constants @code{INTEGER_KINDS},
1004 @code{LOGICAL_KINDS}, @code{REAL_KINDS} and @code{CHARACTER_KINDS} of
1005 the intrinsic module @code{ISO_FORTRAN_ENV}.
1006
1007 @item The module procedures @code{C_SIZEOF} of the intrinsic module
1008 @code{ISO_C_BINDINGS} and @code{COMPILER_VERSION} and @code{COMPILER_OPTIONS}
1009 of @code{ISO_FORTRAN_ENV}.
1010
1011 @item Coarray support for serial programs with @option{-fcoarray=single} flag
1012 and experimental support for multiple images with the @option{-fcoarray=lib}
1013 flag.
1014
1015 @item The @code{DO CONCURRENT} construct is supported.
1016
1017 @item The @code{BLOCK} construct is supported.
1018
1019 @item The @code{STOP} and the new @code{ERROR STOP} statements now
1020 support all constant expressions.
1021
1022 @item Support for the @code{CONTIGUOUS} attribute.
1023
1024 @item Support for @code{ALLOCATE} with @code{MOLD}.
1025
1026 @item Support for the @code{IMPURE} attribute for procedures, which
1027 allows for @code{ELEMENTAL} procedures without the restrictions of
1028 @code{PURE}.
1029
1030 @item Null pointers (including @code{NULL()}) and not-allocated variables
1031 can be used as actual argument to optional non-pointer, non-allocatable
1032 dummy arguments, denoting an absent argument.
1033
1034 @item Non-pointer variables with @code{TARGET} attribute can be used as
1035 actual argument to @code{POINTER} dummies with @code{INTENT(IN)}.
1036
1037 @item Pointers including procedure pointers and those in a derived
1038 type (pointer components) can now be initialized by a target instead
1039 of only by @code{NULL}.
1040
1041 @item The @code{EXIT} statement (with construct-name) can be now be
1042 used to leave not only the @code{DO} but also the @code{ASSOCIATE},
1043 @code{BLOCK}, @code{IF}, @code{SELECT CASE} and @code{SELECT TYPE}
1044 constructs.
1045
1046 @item Internal procedures can now be used as actual argument.
1047
1048 @item Minor features: obsolesce diagnostics for @code{ENTRY} with
1049 @option{-std=f2008}; a line may start with a semicolon; for internal
1050 and module procedures @code{END} can be used instead of
1051 @code{END SUBROUTINE} and @code{END FUNCTION}; @code{SELECTED_REAL_KIND}
1052 now also takes a @code{RADIX} argument; intrinsic types are supported
1053 for @code{TYPE}(@var{intrinsic-type-spec}); multiple type-bound procedures
1054 can be declared in a single @code{PROCEDURE} statement; implied-shape
1055 arrays are supported for named constants (@code{PARAMETER}).
1056 @end itemize
1057
1058
1059
1060 @node TS 29113 status
1061 @section Technical Specification 29113 Status
1062
1063 GNU Fortran supports some of the new features of the Technical
1064 Specification (TS) 29113 on Further Interoperability of Fortran with C.
1065 The @uref{http://gcc.gnu.org/wiki/TS29113Status, wiki} has some information
1066 about the current TS 29113 implementation status.  In particular, the
1067 following is implemented.
1068
1069 @itemize
1070 @item The @option{-std=f2008ts} option.
1071
1072 @item The @code{OPTIONAL} attribute is allowed for dummy arguments
1073 of @code{BIND(C) procedures.}
1074
1075 @item The RANK intrinsic is supported.
1076
1077 @item GNU Fortran's implementation for variables with @code{ASYNCHRONOUS}
1078 attribute is compatible with TS 29113.
1079 @end itemize
1080
1081
1082
1083 @c ---------------------------------------------------------------------
1084 @c Compiler Characteristics
1085 @c ---------------------------------------------------------------------
1086
1087 @node Compiler Characteristics
1088 @chapter Compiler Characteristics
1089
1090 This chapter describes certain characteristics of the GNU Fortran
1091 compiler, that are not specified by the Fortran standard, but which
1092 might in some way or another become visible to the programmer.
1093
1094 @menu
1095 * KIND Type Parameters::
1096 * Internal representation of LOGICAL variables::
1097 * Thread-safety of the runtime library::
1098 * Data consistency and durability::
1099 @end menu
1100
1101
1102 @node KIND Type Parameters
1103 @section KIND Type Parameters
1104 @cindex kind
1105
1106 The @code{KIND} type parameters supported by GNU Fortran for the primitive
1107 data types are:
1108
1109 @table @code
1110
1111 @item INTEGER
1112 1, 2, 4, 8*, 16*, default: 4 (1)
1113
1114 @item LOGICAL
1115 1, 2, 4, 8*, 16*, default: 4 (1)
1116
1117 @item REAL
1118 4, 8, 10*, 16*, default: 4 (2)
1119
1120 @item COMPLEX
1121 4, 8, 10*, 16*, default: 4 (2)
1122
1123 @item CHARACTER
1124 1, 4, default: 1
1125
1126 @end table
1127
1128 @noindent
1129 * = not available on all systems @*
1130 (1) Unless -fdefault-integer-8 is used @*
1131 (2) Unless -fdefault-real-8 is used
1132
1133 @noindent
1134 The @code{KIND} value matches the storage size in bytes, except for
1135 @code{COMPLEX} where the storage size is twice as much (or both real and
1136 imaginary part are a real value of the given size).  It is recommended to use
1137 the @code{SELECTED_CHAR_KIND}, @code{SELECTED_INT_KIND} and
1138 @code{SELECTED_REAL_KIND} intrinsics or the @code{INT8}, @code{INT16},
1139 @code{INT32}, @code{INT64}, @code{REAL32}, @code{REAL64}, and @code{REAL128}
1140 parameters of the @code{ISO_FORTRAN_ENV} module instead of the concrete values.
1141 The available kind parameters can be found in the constant arrays
1142 @code{CHARACTER_KINDS}, @code{INTEGER_KINDS}, @code{LOGICAL_KINDS} and
1143 @code{REAL_KINDS} in the @code{ISO_FORTRAN_ENV} module
1144 (see @ref{ISO_FORTRAN_ENV}).
1145
1146
1147 @node Internal representation of LOGICAL variables
1148 @section Internal representation of LOGICAL variables
1149 @cindex logical, variable representation
1150
1151 The Fortran standard does not specify how variables of @code{LOGICAL}
1152 type are represented, beyond requiring that @code{LOGICAL} variables
1153 of default kind have the same storage size as default @code{INTEGER}
1154 and @code{REAL} variables.  The GNU Fortran internal representation is
1155 as follows.
1156
1157 A @code{LOGICAL(KIND=N)} variable is represented as an
1158 @code{INTEGER(KIND=N)} variable, however, with only two permissible
1159 values: @code{1} for @code{.TRUE.} and @code{0} for
1160 @code{.FALSE.}.  Any other integer value results in undefined behavior.
1161
1162 Note that for mixed-language programming using the
1163 @code{ISO_C_BINDING} feature, there is a @code{C_BOOL} kind that can
1164 be used to create @code{LOGICAL(KIND=C_BOOL)} variables which are
1165 interoperable with the C99 _Bool type.  The C99 _Bool type has an
1166 internal representation described in the C99 standard, which is
1167 identical to the above description, i.e. with 1 for true and 0 for
1168 false being the only permissible values.  Thus the internal
1169 representation of @code{LOGICAL} variables in GNU Fortran is identical
1170 to C99 _Bool, except for a possible difference in storage size
1171 depending on the kind.
1172
1173
1174 @node Thread-safety of the runtime library
1175 @section Thread-safety of the runtime library
1176 @cindex thread-safety, threads
1177
1178 GNU Fortran can be used in programs with multiple threads, e.g.@: by
1179 using OpenMP, by calling OS thread handling functions via the
1180 @code{ISO_C_BINDING} facility, or by GNU Fortran compiled library code
1181 being called from a multi-threaded program.
1182
1183 The GNU Fortran runtime library, (@code{libgfortran}), supports being
1184 called concurrently from multiple threads with the following
1185 exceptions. 
1186
1187 During library initialization, the C @code{getenv} function is used,
1188 which need not be thread-safe.  Similarly, the @code{getenv}
1189 function is used to implement the @code{GET_ENVIRONMENT_VARIABLE} and
1190 @code{GETENV} intrinsics.  It is the responsibility of the user to
1191 ensure that the environment is not being updated concurrently when any
1192 of these actions are taking place.
1193
1194 The @code{EXECUTE_COMMAND_LINE} and @code{SYSTEM} intrinsics are
1195 implemented with the @code{system} function, which need not be
1196 thread-safe.  It is the responsibility of the user to ensure that
1197 @code{system} is not called concurrently.
1198
1199 Finally, for platforms not supporting thread-safe POSIX functions,
1200 further functionality might not be thread-safe.  For details, please
1201 consult the documentation for your operating system.
1202
1203
1204 @node Data consistency and durability
1205 @section Data consistency and durability
1206 @cindex consistency, durability
1207
1208 This section contains a brief overview of data and metadata
1209 consistency and durability issues when doing I/O.
1210
1211 With respect to durability, GNU Fortran makes no effort to ensure that
1212 data is committed to stable storage. If this is required, the GNU
1213 Fortran programmer can use the intrinsic @code{FNUM} to retrieve the
1214 low level file descriptor corresponding to an open Fortran unit. Then,
1215 using e.g. the @code{ISO_C_BINDING} feature, one can call the
1216 underlying system call to flush dirty data to stable storage, such as
1217 @code{fsync} on POSIX, @code{_commit} on MingW, or @code{fcntl(fd,
1218 F_FULLSYNC, 0)} on Mac OS X. The following example shows how to call
1219 fsync:
1220
1221 @smallexample
1222   ! Declare the interface for POSIX fsync function
1223   interface
1224     function fsync (fd) bind(c,name="fsync")
1225     use iso_c_binding, only: c_int
1226       integer(c_int), value :: fd
1227       integer(c_int) :: fsync
1228     end function fsync
1229   end interface
1230
1231   ! Variable declaration
1232   integer :: ret
1233
1234   ! Opening unit 10
1235   open (10,file="foo")
1236
1237   ! ...
1238   ! Perform I/O on unit 10
1239   ! ...
1240
1241   ! Flush and sync
1242   flush(10)
1243   ret = fsync(fnum(10))
1244
1245   ! Handle possible error
1246   if (ret /= 0) stop "Error calling FSYNC"
1247 @end smallexample
1248
1249 With respect to consistency, for regular files GNU Fortran uses
1250 buffered I/O in order to improve performance. This buffer is flushed
1251 automatically when full and in some other situations, e.g. when
1252 closing a unit. It can also be explicitly flushed with the
1253 @code{FLUSH} statement. Also, the buffering can be turned off with the
1254 @code{GFORTRAN_UNBUFFERED_ALL} and
1255 @code{GFORTRAN_UNBUFFERED_PRECONNECTED} environment variables. Special
1256 files, such as terminals and pipes, are always unbuffered. Sometimes,
1257 however, further things may need to be done in order to allow other
1258 processes to see data that GNU Fortran has written, as follows.
1259
1260 The Windows platform supports a relaxed metadata consistency model,
1261 where file metadata is written to the directory lazily. This means
1262 that, for instance, the @code{dir} command can show a stale size for a
1263 file. One can force a directory metadata update by closing the unit,
1264 or by calling @code{_commit} on the file descriptor. Note, though,
1265 that @code{_commit} will force all dirty data to stable storage, which
1266 is often a very slow operation.
1267
1268 The Network File System (NFS) implements a relaxed consistency model
1269 called open-to-close consistency. Closing a file forces dirty data and
1270 metadata to be flushed to the server, and opening a file forces the
1271 client to contact the server in order to revalidate cached
1272 data. @code{fsync} will also force a flush of dirty data and metadata
1273 to the server. Similar to @code{open} and @code{close}, acquiring and
1274 releasing @code{fcntl} file locks, if the server supports them, will
1275 also force cache validation and flushing dirty data and metadata.
1276
1277
1278 @c ---------------------------------------------------------------------
1279 @c Extensions
1280 @c ---------------------------------------------------------------------
1281
1282 @c Maybe this chapter should be merged with the 'Standards' section,
1283 @c whenever that is written :-)
1284
1285 @node Extensions
1286 @chapter Extensions
1287 @cindex extensions
1288
1289 The two sections below detail the extensions to standard Fortran that are
1290 implemented in GNU Fortran, as well as some of the popular or
1291 historically important extensions that are not (or not yet) implemented.
1292 For the latter case, we explain the alternatives available to GNU Fortran
1293 users, including replacement by standard-conforming code or GNU
1294 extensions.
1295
1296 @menu
1297 * Extensions implemented in GNU Fortran::
1298 * Extensions not implemented in GNU Fortran::
1299 @end menu
1300
1301
1302 @node Extensions implemented in GNU Fortran
1303 @section Extensions implemented in GNU Fortran
1304 @cindex extensions, implemented
1305
1306 GNU Fortran implements a number of extensions over standard
1307 Fortran.  This chapter contains information on their syntax and
1308 meaning.  There are currently two categories of GNU Fortran
1309 extensions, those that provide functionality beyond that provided
1310 by any standard, and those that are supported by GNU Fortran
1311 purely for backward compatibility with legacy compilers.  By default,
1312 @option{-std=gnu} allows the compiler to accept both types of
1313 extensions, but to warn about the use of the latter.  Specifying
1314 either @option{-std=f95}, @option{-std=f2003} or @option{-std=f2008}
1315 disables both types of extensions, and @option{-std=legacy} allows both
1316 without warning.
1317
1318 @menu
1319 * Old-style kind specifications::
1320 * Old-style variable initialization::
1321 * Extensions to namelist::
1322 * X format descriptor without count field::
1323 * Commas in FORMAT specifications::
1324 * Missing period in FORMAT specifications::
1325 * I/O item lists::
1326 * BOZ literal constants::
1327 * @code{Q} exponent-letter::
1328 * Real array indices::
1329 * Unary operators::
1330 * Implicitly convert LOGICAL and INTEGER values::
1331 * Hollerith constants support::
1332 * Cray pointers::
1333 * CONVERT specifier::
1334 * OpenMP::
1335 * Argument list functions::
1336 @end menu
1337
1338 @node Old-style kind specifications
1339 @subsection Old-style kind specifications
1340 @cindex kind, old-style
1341
1342 GNU Fortran allows old-style kind specifications in declarations.  These
1343 look like:
1344 @smallexample
1345       TYPESPEC*size x,y,z
1346 @end smallexample
1347 @noindent
1348 where @code{TYPESPEC} is a basic type (@code{INTEGER}, @code{REAL},
1349 etc.), and where @code{size} is a byte count corresponding to the
1350 storage size of a valid kind for that type.  (For @code{COMPLEX}
1351 variables, @code{size} is the total size of the real and imaginary
1352 parts.)  The statement then declares @code{x}, @code{y} and @code{z} to
1353 be of type @code{TYPESPEC} with the appropriate kind.  This is
1354 equivalent to the standard-conforming declaration
1355 @smallexample
1356       TYPESPEC(k) x,y,z
1357 @end smallexample
1358 @noindent
1359 where @code{k} is the kind parameter suitable for the intended precision.  As
1360 kind parameters are implementation-dependent, use the @code{KIND},
1361 @code{SELECTED_INT_KIND} and @code{SELECTED_REAL_KIND} intrinsics to retrieve
1362 the correct value, for instance @code{REAL*8 x} can be replaced by:
1363 @smallexample
1364 INTEGER, PARAMETER :: dbl = KIND(1.0d0)
1365 REAL(KIND=dbl) :: x
1366 @end smallexample
1367
1368 @node Old-style variable initialization
1369 @subsection Old-style variable initialization
1370
1371 GNU Fortran allows old-style initialization of variables of the
1372 form:
1373 @smallexample
1374       INTEGER i/1/,j/2/
1375       REAL x(2,2) /3*0.,1./
1376 @end smallexample
1377 The syntax for the initializers is as for the @code{DATA} statement, but
1378 unlike in a @code{DATA} statement, an initializer only applies to the
1379 variable immediately preceding the initialization.  In other words,
1380 something like @code{INTEGER I,J/2,3/} is not valid.  This style of
1381 initialization is only allowed in declarations without double colons
1382 (@code{::}); the double colons were introduced in Fortran 90, which also
1383 introduced a standard syntax for initializing variables in type
1384 declarations.
1385
1386 Examples of standard-conforming code equivalent to the above example
1387 are:
1388 @smallexample
1389 ! Fortran 90
1390       INTEGER :: i = 1, j = 2
1391       REAL :: x(2,2) = RESHAPE((/0.,0.,0.,1./),SHAPE(x))
1392 ! Fortran 77
1393       INTEGER i, j
1394       REAL x(2,2)
1395       DATA i/1/, j/2/, x/3*0.,1./
1396 @end smallexample
1397
1398 Note that variables which are explicitly initialized in declarations
1399 or in @code{DATA} statements automatically acquire the @code{SAVE}
1400 attribute.
1401
1402 @node Extensions to namelist
1403 @subsection Extensions to namelist
1404 @cindex Namelist
1405
1406 GNU Fortran fully supports the Fortran 95 standard for namelist I/O
1407 including array qualifiers, substrings and fully qualified derived types.
1408 The output from a namelist write is compatible with namelist read.  The
1409 output has all names in upper case and indentation to column 1 after the
1410 namelist name.  Two extensions are permitted:
1411
1412 Old-style use of @samp{$} instead of @samp{&}
1413 @smallexample
1414 $MYNML
1415  X(:)%Y(2) = 1.0 2.0 3.0
1416  CH(1:4) = "abcd"
1417 $END
1418 @end smallexample
1419
1420 It should be noted that the default terminator is @samp{/} rather than
1421 @samp{&END}.
1422
1423 Querying of the namelist when inputting from stdin.  After at least
1424 one space, entering @samp{?} sends to stdout the namelist name and the names of
1425 the variables in the namelist:
1426 @smallexample
1427  ?
1428
1429 &mynml
1430  x
1431  x%y
1432  ch
1433 &end
1434 @end smallexample
1435
1436 Entering @samp{=?} outputs the namelist to stdout, as if
1437 @code{WRITE(*,NML = mynml)} had been called:
1438 @smallexample
1439 =?
1440
1441 &MYNML
1442  X(1)%Y=  0.000000    ,  1.000000    ,  0.000000    ,
1443  X(2)%Y=  0.000000    ,  2.000000    ,  0.000000    ,
1444  X(3)%Y=  0.000000    ,  3.000000    ,  0.000000    ,
1445  CH=abcd,  /
1446 @end smallexample
1447
1448 To aid this dialog, when input is from stdin, errors send their
1449 messages to stderr and execution continues, even if @code{IOSTAT} is set.
1450
1451 @code{PRINT} namelist is permitted.  This causes an error if
1452 @option{-std=f95} is used.
1453 @smallexample
1454 PROGRAM test_print
1455   REAL, dimension (4)  ::  x = (/1.0, 2.0, 3.0, 4.0/)
1456   NAMELIST /mynml/ x
1457   PRINT mynml
1458 END PROGRAM test_print
1459 @end smallexample
1460
1461 Expanded namelist reads are permitted.  This causes an error if 
1462 @option{-std=f95} is used.  In the following example, the first element
1463 of the array will be given the value 0.00 and the two succeeding
1464 elements will be given the values 1.00 and 2.00.
1465 @smallexample
1466 &MYNML
1467   X(1,1) = 0.00 , 1.00 , 2.00
1468 /
1469 @end smallexample
1470
1471 @node X format descriptor without count field
1472 @subsection @code{X} format descriptor without count field
1473
1474 To support legacy codes, GNU Fortran permits the count field of the
1475 @code{X} edit descriptor in @code{FORMAT} statements to be omitted.
1476 When omitted, the count is implicitly assumed to be one.
1477
1478 @smallexample
1479        PRINT 10, 2, 3
1480 10     FORMAT (I1, X, I1)
1481 @end smallexample
1482
1483 @node Commas in FORMAT specifications
1484 @subsection Commas in @code{FORMAT} specifications
1485
1486 To support legacy codes, GNU Fortran allows the comma separator
1487 to be omitted immediately before and after character string edit
1488 descriptors in @code{FORMAT} statements.
1489
1490 @smallexample
1491        PRINT 10, 2, 3
1492 10     FORMAT ('FOO='I1' BAR='I2)
1493 @end smallexample
1494
1495
1496 @node Missing period in FORMAT specifications
1497 @subsection Missing period in @code{FORMAT} specifications
1498
1499 To support legacy codes, GNU Fortran allows missing periods in format
1500 specifications if and only if @option{-std=legacy} is given on the
1501 command line.  This is considered non-conforming code and is
1502 discouraged.
1503
1504 @smallexample
1505        REAL :: value
1506        READ(*,10) value
1507 10     FORMAT ('F4')
1508 @end smallexample
1509
1510 @node I/O item lists
1511 @subsection I/O item lists
1512 @cindex I/O item lists
1513
1514 To support legacy codes, GNU Fortran allows the input item list
1515 of the @code{READ} statement, and the output item lists of the
1516 @code{WRITE} and @code{PRINT} statements, to start with a comma.
1517
1518 @node @code{Q} exponent-letter
1519 @subsection @code{Q} exponent-letter
1520 @cindex @code{Q} exponent-letter
1521
1522 GNU Fortran accepts real literal constants with an exponent-letter
1523 of @code{Q}, for example, @code{1.23Q45}.  The constant is interpreted
1524 as a @code{REAL(16)} entity on targets that suppports this type.  If
1525 the target does not support @code{REAL(16)} but has a @code{REAL(10)}
1526 type, then the real-literal-constant will be interpreted as a
1527 @code{REAL(10)} entity.  In the absence of @code{REAL(16)} and
1528 @code{REAL(10)}, an error will occur.
1529
1530 @node BOZ literal constants
1531 @subsection BOZ literal constants
1532 @cindex BOZ literal constants
1533
1534 Besides decimal constants, Fortran also supports binary (@code{b}),
1535 octal (@code{o}) and hexadecimal (@code{z}) integer constants.  The
1536 syntax is: @samp{prefix quote digits quote}, were the prefix is
1537 either @code{b}, @code{o} or @code{z}, quote is either @code{'} or
1538 @code{"} and the digits are for binary @code{0} or @code{1}, for
1539 octal between @code{0} and @code{7}, and for hexadecimal between
1540 @code{0} and @code{F}.  (Example: @code{b'01011101'}.)
1541
1542 Up to Fortran 95, BOZ literals were only allowed to initialize
1543 integer variables in DATA statements.  Since Fortran 2003 BOZ literals
1544 are also allowed as argument of @code{REAL}, @code{DBLE}, @code{INT}
1545 and @code{CMPLX}; the result is the same as if the integer BOZ
1546 literal had been converted by @code{TRANSFER} to, respectively,
1547 @code{real}, @code{double precision}, @code{integer} or @code{complex}.
1548 As GNU Fortran extension the intrinsic procedures @code{FLOAT},
1549 @code{DFLOAT}, @code{COMPLEX} and @code{DCMPLX} are treated alike.
1550
1551 As an extension, GNU Fortran allows hexadecimal BOZ literal constants to
1552 be specified using the @code{X} prefix, in addition to the standard
1553 @code{Z} prefix.  The BOZ literal can also be specified by adding a
1554 suffix to the string, for example, @code{Z'ABC'} and @code{'ABC'Z} are
1555 equivalent.
1556
1557 Furthermore, GNU Fortran allows using BOZ literal constants outside
1558 DATA statements and the four intrinsic functions allowed by Fortran 2003.
1559 In DATA statements, in direct assignments, where the right-hand side
1560 only contains a BOZ literal constant, and for old-style initializers of
1561 the form @code{integer i /o'0173'/}, the constant is transferred
1562 as if @code{TRANSFER} had been used; for @code{COMPLEX} numbers, only
1563 the real part is initialized unless @code{CMPLX} is used.  In all other
1564 cases, the BOZ literal constant is converted to an @code{INTEGER} value with
1565 the largest decimal representation.  This value is then converted
1566 numerically to the type and kind of the variable in question.
1567 (For instance, @code{real :: r = b'0000001' + 1} initializes @code{r}
1568 with @code{2.0}.) As different compilers implement the extension
1569 differently, one should be careful when doing bitwise initialization
1570 of non-integer variables.
1571
1572 Note that initializing an @code{INTEGER} variable with a statement such
1573 as @code{DATA i/Z'FFFFFFFF'/} will give an integer overflow error rather
1574 than the desired result of @math{-1} when @code{i} is a 32-bit integer
1575 on a system that supports 64-bit integers.  The @samp{-fno-range-check}
1576 option can be used as a workaround for legacy code that initializes
1577 integers in this manner.
1578
1579 @node Real array indices
1580 @subsection Real array indices
1581 @cindex array, indices of type real
1582
1583 As an extension, GNU Fortran allows the use of @code{REAL} expressions
1584 or variables as array indices.
1585
1586 @node Unary operators
1587 @subsection Unary operators
1588 @cindex operators, unary
1589
1590 As an extension, GNU Fortran allows unary plus and unary minus operators
1591 to appear as the second operand of binary arithmetic operators without
1592 the need for parenthesis.
1593
1594 @smallexample
1595        X = Y * -Z
1596 @end smallexample
1597
1598 @node Implicitly convert LOGICAL and INTEGER values
1599 @subsection Implicitly convert @code{LOGICAL} and @code{INTEGER} values
1600 @cindex conversion, to integer
1601 @cindex conversion, to logical
1602
1603 As an extension for backwards compatibility with other compilers, GNU
1604 Fortran allows the implicit conversion of @code{LOGICAL} values to
1605 @code{INTEGER} values and vice versa.  When converting from a
1606 @code{LOGICAL} to an @code{INTEGER}, @code{.FALSE.} is interpreted as
1607 zero, and @code{.TRUE.} is interpreted as one.  When converting from
1608 @code{INTEGER} to @code{LOGICAL}, the value zero is interpreted as
1609 @code{.FALSE.} and any nonzero value is interpreted as @code{.TRUE.}.
1610
1611 @smallexample
1612         LOGICAL :: l
1613         l = 1
1614 @end smallexample
1615 @smallexample
1616         INTEGER :: i
1617         i = .TRUE.
1618 @end smallexample
1619
1620 However, there is no implicit conversion of @code{INTEGER} values in
1621 @code{if}-statements, nor of @code{LOGICAL} or @code{INTEGER} values
1622 in I/O operations.
1623
1624 @node Hollerith constants support
1625 @subsection Hollerith constants support
1626 @cindex Hollerith constants
1627
1628 GNU Fortran supports Hollerith constants in assignments, function
1629 arguments, and @code{DATA} and @code{ASSIGN} statements.  A Hollerith
1630 constant is written as a string of characters preceded by an integer
1631 constant indicating the character count, and the letter @code{H} or
1632 @code{h}, and stored in bytewise fashion in a numeric (@code{INTEGER},
1633 @code{REAL}, or @code{complex}) or @code{LOGICAL} variable.  The
1634 constant will be padded or truncated to fit the size of the variable in
1635 which it is stored.
1636
1637 Examples of valid uses of Hollerith constants:
1638 @smallexample
1639       complex*16 x(2)
1640       data x /16Habcdefghijklmnop, 16Hqrstuvwxyz012345/
1641       x(1) = 16HABCDEFGHIJKLMNOP
1642       call foo (4h abc)
1643 @end smallexample
1644
1645 Invalid Hollerith constants examples:
1646 @smallexample
1647       integer*4 a
1648       a = 8H12345678 ! Valid, but the Hollerith constant will be truncated.
1649       a = 0H         ! At least one character is needed.
1650 @end smallexample
1651
1652 In general, Hollerith constants were used to provide a rudimentary
1653 facility for handling character strings in early Fortran compilers,
1654 prior to the introduction of @code{CHARACTER} variables in Fortran 77;
1655 in those cases, the standard-compliant equivalent is to convert the
1656 program to use proper character strings.  On occasion, there may be a
1657 case where the intent is specifically to initialize a numeric variable
1658 with a given byte sequence.  In these cases, the same result can be
1659 obtained by using the @code{TRANSFER} statement, as in this example.
1660 @smallexample
1661       INTEGER(KIND=4) :: a
1662       a = TRANSFER ("abcd", a)     ! equivalent to: a = 4Habcd
1663 @end smallexample
1664
1665
1666 @node Cray pointers
1667 @subsection Cray pointers
1668 @cindex pointer, Cray
1669
1670 Cray pointers are part of a non-standard extension that provides a
1671 C-like pointer in Fortran.  This is accomplished through a pair of
1672 variables: an integer "pointer" that holds a memory address, and a
1673 "pointee" that is used to dereference the pointer.
1674
1675 Pointer/pointee pairs are declared in statements of the form:
1676 @smallexample
1677         pointer ( <pointer> , <pointee> )
1678 @end smallexample
1679 or,
1680 @smallexample
1681         pointer ( <pointer1> , <pointee1> ), ( <pointer2> , <pointee2> ), ...
1682 @end smallexample
1683 The pointer is an integer that is intended to hold a memory address.
1684 The pointee may be an array or scalar.  A pointee can be an assumed
1685 size array---that is, the last dimension may be left unspecified by
1686 using a @code{*} in place of a value---but a pointee cannot be an
1687 assumed shape array.  No space is allocated for the pointee.
1688
1689 The pointee may have its type declared before or after the pointer
1690 statement, and its array specification (if any) may be declared
1691 before, during, or after the pointer statement.  The pointer may be
1692 declared as an integer prior to the pointer statement.  However, some
1693 machines have default integer sizes that are different than the size
1694 of a pointer, and so the following code is not portable:
1695 @smallexample
1696         integer ipt
1697         pointer (ipt, iarr)
1698 @end smallexample
1699 If a pointer is declared with a kind that is too small, the compiler
1700 will issue a warning; the resulting binary will probably not work
1701 correctly, because the memory addresses stored in the pointers may be
1702 truncated.  It is safer to omit the first line of the above example;
1703 if explicit declaration of ipt's type is omitted, then the compiler
1704 will ensure that ipt is an integer variable large enough to hold a
1705 pointer.
1706
1707 Pointer arithmetic is valid with Cray pointers, but it is not the same
1708 as C pointer arithmetic.  Cray pointers are just ordinary integers, so
1709 the user is responsible for determining how many bytes to add to a
1710 pointer in order to increment it.  Consider the following example:
1711 @smallexample
1712         real target(10)
1713         real pointee(10)
1714         pointer (ipt, pointee)
1715         ipt = loc (target)
1716         ipt = ipt + 1       
1717 @end smallexample
1718 The last statement does not set @code{ipt} to the address of
1719 @code{target(1)}, as it would in C pointer arithmetic.  Adding @code{1}
1720 to @code{ipt} just adds one byte to the address stored in @code{ipt}.
1721
1722 Any expression involving the pointee will be translated to use the
1723 value stored in the pointer as the base address.
1724
1725 To get the address of elements, this extension provides an intrinsic
1726 function @code{LOC()}.  The @code{LOC()} function is equivalent to the
1727 @code{&} operator in C, except the address is cast to an integer type:
1728 @smallexample
1729         real ar(10)
1730         pointer(ipt, arpte(10))
1731         real arpte
1732         ipt = loc(ar)  ! Makes arpte is an alias for ar
1733         arpte(1) = 1.0 ! Sets ar(1) to 1.0
1734 @end smallexample
1735 The pointer can also be set by a call to the @code{MALLOC} intrinsic
1736 (see @ref{MALLOC}).
1737
1738 Cray pointees often are used to alias an existing variable.  For
1739 example:
1740 @smallexample
1741         integer target(10)
1742         integer iarr(10)
1743         pointer (ipt, iarr)
1744         ipt = loc(target)
1745 @end smallexample
1746 As long as @code{ipt} remains unchanged, @code{iarr} is now an alias for
1747 @code{target}.  The optimizer, however, will not detect this aliasing, so
1748 it is unsafe to use @code{iarr} and @code{target} simultaneously.  Using
1749 a pointee in any way that violates the Fortran aliasing rules or
1750 assumptions is illegal.  It is the user's responsibility to avoid doing
1751 this; the compiler works under the assumption that no such aliasing
1752 occurs.
1753
1754 Cray pointers will work correctly when there is no aliasing (i.e., when
1755 they are used to access a dynamically allocated block of memory), and
1756 also in any routine where a pointee is used, but any variable with which
1757 it shares storage is not used.  Code that violates these rules may not
1758 run as the user intends.  This is not a bug in the optimizer; any code
1759 that violates the aliasing rules is illegal.  (Note that this is not
1760 unique to GNU Fortran; any Fortran compiler that supports Cray pointers
1761 will ``incorrectly'' optimize code with illegal aliasing.)
1762
1763 There are a number of restrictions on the attributes that can be applied
1764 to Cray pointers and pointees.  Pointees may not have the
1765 @code{ALLOCATABLE}, @code{INTENT}, @code{OPTIONAL}, @code{DUMMY},
1766 @code{TARGET}, @code{INTRINSIC}, or @code{POINTER} attributes.  Pointers
1767 may not have the @code{DIMENSION}, @code{POINTER}, @code{TARGET},
1768 @code{ALLOCATABLE}, @code{EXTERNAL}, or @code{INTRINSIC} attributes, nor
1769 may they be function results.  Pointees may not occur in more than one
1770 pointer statement.  A pointee cannot be a pointer.  Pointees cannot occur
1771 in equivalence, common, or data statements.
1772
1773 A Cray pointer may also point to a function or a subroutine.  For
1774 example, the following excerpt is valid:
1775 @smallexample
1776   implicit none
1777   external sub
1778   pointer (subptr,subpte)
1779   external subpte
1780   subptr = loc(sub)
1781   call subpte()
1782   [...]
1783   subroutine sub
1784   [...]
1785   end subroutine sub
1786 @end smallexample
1787
1788 A pointer may be modified during the course of a program, and this
1789 will change the location to which the pointee refers.  However, when
1790 pointees are passed as arguments, they are treated as ordinary
1791 variables in the invoked function.  Subsequent changes to the pointer
1792 will not change the base address of the array that was passed.
1793
1794 @node CONVERT specifier
1795 @subsection @code{CONVERT} specifier
1796 @cindex @code{CONVERT} specifier
1797
1798 GNU Fortran allows the conversion of unformatted data between little-
1799 and big-endian representation to facilitate moving of data
1800 between different systems.  The conversion can be indicated with
1801 the @code{CONVERT} specifier on the @code{OPEN} statement.
1802 @xref{GFORTRAN_CONVERT_UNIT}, for an alternative way of specifying
1803 the data format via an environment variable.
1804
1805 Valid values for @code{CONVERT} are:
1806 @itemize @w{}
1807 @item @code{CONVERT='NATIVE'} Use the native format.  This is the default.
1808 @item @code{CONVERT='SWAP'} Swap between little- and big-endian.
1809 @item @code{CONVERT='LITTLE_ENDIAN'} Use the little-endian representation
1810 for unformatted files.
1811 @item @code{CONVERT='BIG_ENDIAN'} Use the big-endian representation for
1812 unformatted files.
1813 @end itemize
1814
1815 Using the option could look like this:
1816 @smallexample
1817   open(file='big.dat',form='unformatted',access='sequential', &
1818        convert='big_endian')
1819 @end smallexample
1820
1821 The value of the conversion can be queried by using
1822 @code{INQUIRE(CONVERT=ch)}.  The values returned are
1823 @code{'BIG_ENDIAN'} and @code{'LITTLE_ENDIAN'}.
1824
1825 @code{CONVERT} works between big- and little-endian for
1826 @code{INTEGER} values of all supported kinds and for @code{REAL}
1827 on IEEE systems of kinds 4 and 8.  Conversion between different
1828 ``extended double'' types on different architectures such as
1829 m68k and x86_64, which GNU Fortran
1830 supports as @code{REAL(KIND=10)} and @code{REAL(KIND=16)}, will
1831 probably not work.
1832
1833 @emph{Note that the values specified via the GFORTRAN_CONVERT_UNIT
1834 environment variable will override the CONVERT specifier in the
1835 open statement}.  This is to give control over data formats to
1836 users who do not have the source code of their program available.
1837
1838 Using anything but the native representation for unformatted data
1839 carries a significant speed overhead.  If speed in this area matters
1840 to you, it is best if you use this only for data that needs to be
1841 portable.
1842
1843 @node OpenMP
1844 @subsection OpenMP
1845 @cindex OpenMP
1846
1847 OpenMP (Open Multi-Processing) is an application programming
1848 interface (API) that supports multi-platform shared memory 
1849 multiprocessing programming in C/C++ and Fortran on many 
1850 architectures, including Unix and Microsoft Windows platforms.
1851 It consists of a set of compiler directives, library routines,
1852 and environment variables that influence run-time behavior.
1853
1854 GNU Fortran strives to be compatible to the 
1855 @uref{http://www.openmp.org/mp-documents/spec31.pdf,
1856 OpenMP Application Program Interface v3.1}.
1857
1858 To enable the processing of the OpenMP directive @code{!$omp} in
1859 free-form source code; the @code{c$omp}, @code{*$omp} and @code{!$omp}
1860 directives in fixed form; the @code{!$} conditional compilation sentinels
1861 in free form; and the @code{c$}, @code{*$} and @code{!$} sentinels
1862 in fixed form, @command{gfortran} needs to be invoked with the
1863 @option{-fopenmp}.  This also arranges for automatic linking of the
1864 GNU OpenMP runtime library @ref{Top,,libgomp,libgomp,GNU OpenMP
1865 runtime library}.
1866
1867 The OpenMP Fortran runtime library routines are provided both in a
1868 form of a Fortran 90 module named @code{omp_lib} and in a form of
1869 a Fortran @code{include} file named @file{omp_lib.h}.
1870
1871 An example of a parallelized loop taken from Appendix A.1 of
1872 the OpenMP Application Program Interface v2.5:
1873 @smallexample
1874 SUBROUTINE A1(N, A, B)
1875   INTEGER I, N
1876   REAL B(N), A(N)
1877 !$OMP PARALLEL DO !I is private by default
1878   DO I=2,N
1879     B(I) = (A(I) + A(I-1)) / 2.0
1880   ENDDO
1881 !$OMP END PARALLEL DO
1882 END SUBROUTINE A1
1883 @end smallexample
1884
1885 Please note:
1886 @itemize
1887 @item
1888 @option{-fopenmp} implies @option{-frecursive}, i.e., all local arrays
1889 will be allocated on the stack.  When porting existing code to OpenMP,
1890 this may lead to surprising results, especially to segmentation faults
1891 if the stacksize is limited.
1892
1893 @item
1894 On glibc-based systems, OpenMP enabled applications cannot be statically
1895 linked due to limitations of the underlying pthreads-implementation.  It
1896 might be possible to get a working solution if 
1897 @command{-Wl,--whole-archive -lpthread -Wl,--no-whole-archive} is added
1898 to the command line.  However, this is not supported by @command{gcc} and
1899 thus not recommended.
1900 @end itemize
1901
1902 @node Argument list functions
1903 @subsection Argument list functions @code{%VAL}, @code{%REF} and @code{%LOC}
1904 @cindex argument list functions
1905 @cindex @code{%VAL}
1906 @cindex @code{%REF}
1907 @cindex @code{%LOC}
1908
1909 GNU Fortran supports argument list functions @code{%VAL}, @code{%REF} 
1910 and @code{%LOC} statements, for backward compatibility with g77. 
1911 It is recommended that these should be used only for code that is 
1912 accessing facilities outside of GNU Fortran, such as operating system 
1913 or windowing facilities.  It is best to constrain such uses to isolated 
1914 portions of a program--portions that deal specifically and exclusively 
1915 with low-level, system-dependent facilities.  Such portions might well 
1916 provide a portable interface for use by the program as a whole, but are 
1917 themselves not portable, and should be thoroughly tested each time they 
1918 are rebuilt using a new compiler or version of a compiler.
1919
1920 @code{%VAL} passes a scalar argument by value, @code{%REF} passes it by 
1921 reference and @code{%LOC} passes its memory location.  Since gfortran 
1922 already passes scalar arguments by reference, @code{%REF} is in effect 
1923 a do-nothing.  @code{%LOC} has the same effect as a Fortran pointer.
1924
1925 An example of passing an argument by value to a C subroutine foo.:
1926 @smallexample
1927 C
1928 C prototype      void foo_ (float x);
1929 C
1930       external foo
1931       real*4 x
1932       x = 3.14159
1933       call foo (%VAL (x))
1934       end
1935 @end smallexample
1936
1937 For details refer to the g77 manual
1938 @uref{http://gcc.gnu.org/@/onlinedocs/@/gcc-3.4.6/@/g77/@/index.html#Top}.
1939
1940 Also, @code{c_by_val.f} and its partner @code{c_by_val.c} of the
1941 GNU Fortran testsuite are worth a look.
1942
1943
1944 @node Extensions not implemented in GNU Fortran
1945 @section Extensions not implemented in GNU Fortran
1946 @cindex extensions, not implemented
1947
1948 The long history of the Fortran language, its wide use and broad
1949 userbase, the large number of different compiler vendors and the lack of
1950 some features crucial to users in the first standards have lead to the
1951 existence of a number of important extensions to the language.  While
1952 some of the most useful or popular extensions are supported by the GNU
1953 Fortran compiler, not all existing extensions are supported.  This section
1954 aims at listing these extensions and offering advice on how best make
1955 code that uses them running with the GNU Fortran compiler.
1956
1957 @c More can be found here:
1958 @c   -- http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-3.4.6/g77/Missing-Features.html
1959 @c   -- the list of Fortran and libgfortran bugs closed as WONTFIX:
1960 @c      http://tinyurl.com/2u4h5y
1961
1962 @menu
1963 * STRUCTURE and RECORD::
1964 @c * UNION and MAP::
1965 * ENCODE and DECODE statements::
1966 * Variable FORMAT expressions::
1967 @c * Q edit descriptor::
1968 @c * AUTOMATIC statement::
1969 @c * TYPE and ACCEPT I/O Statements::
1970 @c * .XOR. operator::
1971 @c * CARRIAGECONTROL, DEFAULTFILE, DISPOSE and RECORDTYPE I/O specifiers::
1972 @c * Omitted arguments in procedure call::
1973 * Alternate complex function syntax::
1974 @end menu
1975
1976
1977 @node STRUCTURE and RECORD
1978 @subsection @code{STRUCTURE} and @code{RECORD}
1979 @cindex @code{STRUCTURE}
1980 @cindex @code{RECORD}
1981
1982 Structures are user-defined aggregate data types; this functionality was
1983 standardized in Fortran 90 with an different syntax, under the name of
1984 ``derived types''.  Here is an example of code using the non portable
1985 structure syntax:
1986
1987 @example
1988 ! Declaring a structure named ``item'' and containing three fields:
1989 ! an integer ID, an description string and a floating-point price.
1990 STRUCTURE /item/
1991   INTEGER id
1992   CHARACTER(LEN=200) description
1993   REAL price
1994 END STRUCTURE
1995
1996 ! Define two variables, an single record of type ``item''
1997 ! named ``pear'', and an array of items named ``store_catalog''
1998 RECORD /item/ pear, store_catalog(100)
1999
2000 ! We can directly access the fields of both variables
2001 pear.id = 92316
2002 pear.description = "juicy D'Anjou pear"
2003 pear.price = 0.15
2004 store_catalog(7).id = 7831
2005 store_catalog(7).description = "milk bottle"
2006 store_catalog(7).price = 1.2
2007
2008 ! We can also manipulate the whole structure
2009 store_catalog(12) = pear
2010 print *, store_catalog(12)
2011 @end example
2012
2013 @noindent
2014 This code can easily be rewritten in the Fortran 90 syntax as following:
2015
2016 @example
2017 ! ``STRUCTURE /name/ ... END STRUCTURE'' becomes
2018 ! ``TYPE name ... END TYPE''
2019 TYPE item
2020   INTEGER id
2021   CHARACTER(LEN=200) description
2022   REAL price
2023 END TYPE
2024
2025 ! ``RECORD /name/ variable'' becomes ``TYPE(name) variable''
2026 TYPE(item) pear, store_catalog(100)
2027
2028 ! Instead of using a dot (.) to access fields of a record, the
2029 ! standard syntax uses a percent sign (%)
2030 pear%id = 92316
2031 pear%description = "juicy D'Anjou pear"
2032 pear%price = 0.15
2033 store_catalog(7)%id = 7831
2034 store_catalog(7)%description = "milk bottle"
2035 store_catalog(7)%price = 1.2
2036
2037 ! Assignments of a whole variable do not change
2038 store_catalog(12) = pear
2039 print *, store_catalog(12)
2040 @end example
2041
2042
2043 @c @node UNION and MAP
2044 @c @subsection @code{UNION} and @code{MAP}
2045 @c @cindex @code{UNION}
2046 @c @cindex @code{MAP}
2047 @c
2048 @c For help writing this one, see
2049 @c http://www.eng.umd.edu/~nsw/ench250/fortran1.htm#UNION and
2050 @c http://www.tacc.utexas.edu/services/userguides/pgi/pgiws_ug/pgi32u06.htm
2051
2052
2053 @node ENCODE and DECODE statements
2054 @subsection @code{ENCODE} and @code{DECODE} statements
2055 @cindex @code{ENCODE}
2056 @cindex @code{DECODE}
2057
2058 GNU Fortran does not support the @code{ENCODE} and @code{DECODE}
2059 statements.  These statements are best replaced by @code{READ} and
2060 @code{WRITE} statements involving internal files (@code{CHARACTER}
2061 variables and arrays), which have been part of the Fortran standard since
2062 Fortran 77.  For example, replace a code fragment like
2063
2064 @smallexample
2065       INTEGER*1 LINE(80)
2066       REAL A, B, C
2067 c     ... Code that sets LINE
2068       DECODE (80, 9000, LINE) A, B, C
2069  9000 FORMAT (1X, 3(F10.5))
2070 @end smallexample
2071
2072 @noindent
2073 with the following:
2074
2075 @smallexample
2076       CHARACTER(LEN=80) LINE
2077       REAL A, B, C
2078 c     ... Code that sets LINE
2079       READ (UNIT=LINE, FMT=9000) A, B, C
2080  9000 FORMAT (1X, 3(F10.5))
2081 @end smallexample
2082
2083 Similarly, replace a code fragment like
2084
2085 @smallexample
2086       INTEGER*1 LINE(80)
2087       REAL A, B, C
2088 c     ... Code that sets A, B and C
2089       ENCODE (80, 9000, LINE) A, B, C
2090  9000 FORMAT (1X, 'OUTPUT IS ', 3(F10.5))
2091 @end smallexample
2092
2093 @noindent
2094 with the following:
2095
2096 @smallexample
2097       CHARACTER(LEN=80) LINE
2098       REAL A, B, C
2099 c     ... Code that sets A, B and C
2100       WRITE (UNIT=LINE, FMT=9000) A, B, C
2101  9000 FORMAT (1X, 'OUTPUT IS ', 3(F10.5))
2102 @end smallexample
2103
2104
2105 @node Variable FORMAT expressions
2106 @subsection Variable @code{FORMAT} expressions
2107 @cindex @code{FORMAT}
2108
2109 A variable @code{FORMAT} expression is format statement which includes
2110 angle brackets enclosing a Fortran expression: @code{FORMAT(I<N>)}.  GNU
2111 Fortran does not support this legacy extension.  The effect of variable
2112 format expressions can be reproduced by using the more powerful (and
2113 standard) combination of internal output and string formats.  For example,
2114 replace a code fragment like this:
2115
2116 @smallexample
2117       WRITE(6,20) INT1
2118  20   FORMAT(I<N+1>)
2119 @end smallexample
2120
2121 @noindent
2122 with the following:
2123
2124 @smallexample
2125 c     Variable declaration
2126       CHARACTER(LEN=20) FMT
2127 c     
2128 c     Other code here...
2129 c
2130       WRITE(FMT,'("(I", I0, ")")') N+1
2131       WRITE(6,FMT) INT1
2132 @end smallexample
2133
2134 @noindent
2135 or with:
2136
2137 @smallexample
2138 c     Variable declaration
2139       CHARACTER(LEN=20) FMT
2140 c     
2141 c     Other code here...
2142 c
2143       WRITE(FMT,*) N+1
2144       WRITE(6,"(I" // ADJUSTL(FMT) // ")") INT1
2145 @end smallexample
2146
2147
2148 @node Alternate complex function syntax
2149 @subsection Alternate complex function syntax
2150 @cindex Complex function
2151
2152 Some Fortran compilers, including @command{g77}, let the user declare
2153 complex functions with the syntax @code{COMPLEX FUNCTION name*16()}, as
2154 well as @code{COMPLEX*16 FUNCTION name()}.  Both are non-standard, legacy
2155 extensions.  @command{gfortran} accepts the latter form, which is more
2156 common, but not the former.
2157
2158
2159
2160 @c ---------------------------------------------------------------------
2161 @c Mixed-Language Programming
2162 @c ---------------------------------------------------------------------
2163
2164 @node Mixed-Language Programming
2165 @chapter Mixed-Language Programming
2166 @cindex Interoperability
2167 @cindex Mixed-language programming
2168
2169 @menu
2170 * Interoperability with C::
2171 * GNU Fortran Compiler Directives::
2172 * Non-Fortran Main Program::
2173 @end menu
2174
2175 This chapter is about mixed-language interoperability, but also applies
2176 if one links Fortran code compiled by different compilers.  In most cases,
2177 use of the C Binding features of the Fortran 2003 standard is sufficient,
2178 and their use is highly recommended.
2179
2180
2181 @node Interoperability with C
2182 @section Interoperability with C
2183
2184 @menu
2185 * Intrinsic Types::
2186 * Derived Types and struct::
2187 * Interoperable Global Variables::
2188 * Interoperable Subroutines and Functions::
2189 * Working with Pointers::
2190 * Further Interoperability of Fortran with C::
2191 @end menu
2192
2193 Since Fortran 2003 (ISO/IEC 1539-1:2004(E)) there is a
2194 standardized way to generate procedure and derived-type
2195 declarations and global variables which are interoperable with C
2196 (ISO/IEC 9899:1999).  The @code{bind(C)} attribute has been added
2197 to inform the compiler that a symbol shall be interoperable with C;
2198 also, some constraints are added.  Note, however, that not
2199 all C features have a Fortran equivalent or vice versa.  For instance,
2200 neither C's unsigned integers nor C's functions with variable number
2201 of arguments have an equivalent in Fortran.
2202
2203 Note that array dimensions are reversely ordered in C and that arrays in
2204 C always start with index 0 while in Fortran they start by default with
2205 1.  Thus, an array declaration @code{A(n,m)} in Fortran matches
2206 @code{A[m][n]} in C and accessing the element @code{A(i,j)} matches
2207 @code{A[j-1][i-1]}.  The element following @code{A(i,j)} (C: @code{A[j-1][i-1]};
2208 assuming @math{i < n}) in memory is @code{A(i+1,j)} (C: @code{A[j-1][i]}).
2209
2210 @node Intrinsic Types
2211 @subsection Intrinsic Types
2212
2213 In order to ensure that exactly the same variable type and kind is used
2214 in C and Fortran, the named constants shall be used which are defined in the
2215 @code{ISO_C_BINDING} intrinsic module.  That module contains named constants
2216 for kind parameters and character named constants for the escape sequences
2217 in C.  For a list of the constants, see @ref{ISO_C_BINDING}.
2218
2219 @node Derived Types and struct
2220 @subsection Derived Types and struct
2221
2222 For compatibility of derived types with @code{struct}, one needs to use
2223 the @code{BIND(C)} attribute in the type declaration.  For instance, the
2224 following type declaration
2225
2226 @smallexample
2227  USE ISO_C_BINDING
2228  TYPE, BIND(C) :: myType
2229    INTEGER(C_INT) :: i1, i2
2230    INTEGER(C_SIGNED_CHAR) :: i3
2231    REAL(C_DOUBLE) :: d1
2232    COMPLEX(C_FLOAT_COMPLEX) :: c1
2233    CHARACTER(KIND=C_CHAR) :: str(5)
2234  END TYPE
2235 @end smallexample
2236
2237 matches the following @code{struct} declaration in C
2238
2239 @smallexample
2240  struct @{
2241    int i1, i2;
2242    /* Note: "char" might be signed or unsigned.  */
2243    signed char i3;
2244    double d1;
2245    float _Complex c1;
2246    char str[5];
2247  @} myType;
2248 @end smallexample
2249
2250 Derived types with the C binding attribute shall not have the @code{sequence}
2251 attribute, type parameters, the @code{extends} attribute, nor type-bound
2252 procedures.  Every component must be of interoperable type and kind and may not
2253 have the @code{pointer} or @code{allocatable} attribute.  The names of the
2254 variables are irrelevant for interoperability.
2255
2256 As there exist no direct Fortran equivalents, neither unions nor structs
2257 with bit field or variable-length array members are interoperable.
2258
2259 @node Interoperable Global Variables
2260 @subsection Interoperable Global Variables
2261
2262 Variables can be made accessible from C using the C binding attribute,
2263 optionally together with specifying a binding name.  Those variables
2264 have to be declared in the declaration part of a @code{MODULE},
2265 be of interoperable type, and have neither the @code{pointer} nor
2266 the @code{allocatable} attribute.
2267
2268 @smallexample
2269   MODULE m
2270     USE myType_module
2271     USE ISO_C_BINDING
2272     integer(C_INT), bind(C, name="_MyProject_flags") :: global_flag
2273     type(myType), bind(C) :: tp
2274   END MODULE
2275 @end smallexample
2276
2277 Here, @code{_MyProject_flags} is the case-sensitive name of the variable
2278 as seen from C programs while @code{global_flag} is the case-insensitive
2279 name as seen from Fortran.  If no binding name is specified, as for
2280 @var{tp}, the C binding name is the (lowercase) Fortran binding name.
2281 If a binding name is specified, only a single variable may be after the
2282 double colon.  Note of warning: You cannot use a global variable to
2283 access @var{errno} of the C library as the C standard allows it to be
2284 a macro.  Use the @code{IERRNO} intrinsic (GNU extension) instead.
2285
2286 @node Interoperable Subroutines and Functions
2287 @subsection Interoperable Subroutines and Functions
2288
2289 Subroutines and functions have to have the @code{BIND(C)} attribute to
2290 be compatible with C.  The dummy argument declaration is relatively
2291 straightforward.  However, one needs to be careful because C uses
2292 call-by-value by default while Fortran behaves usually similar to
2293 call-by-reference.  Furthermore, strings and pointers are handled
2294 differently.  Note that only explicit size and assumed-size arrays are
2295 supported but not assumed-shape or allocatable arrays.
2296
2297 To pass a variable by value, use the @code{VALUE} attribute.
2298 Thus the following C prototype
2299
2300 @smallexample
2301 @code{int func(int i, int *j)}
2302 @end smallexample
2303
2304 matches the Fortran declaration
2305
2306 @smallexample
2307   integer(c_int) function func(i,j)
2308     use iso_c_binding, only: c_int
2309     integer(c_int), VALUE :: i
2310     integer(c_int) :: j
2311 @end smallexample
2312
2313 Note that pointer arguments also frequently need the @code{VALUE} attribute,
2314 see @ref{Working with Pointers}.
2315
2316 Strings are handled quite differently in C and Fortran.  In C a string
2317 is a @code{NUL}-terminated array of characters while in Fortran each string
2318 has a length associated with it and is thus not terminated (by e.g.
2319 @code{NUL}).  For example, if one wants to use the following C function,
2320
2321 @smallexample
2322   #include <stdio.h>
2323   void print_C(char *string) /* equivalent: char string[]  */
2324   @{
2325      printf("%s\n", string);
2326   @}
2327 @end smallexample
2328
2329 to print ``Hello World'' from Fortran, one can call it using
2330
2331 @smallexample
2332   use iso_c_binding, only: C_CHAR, C_NULL_CHAR
2333   interface
2334     subroutine print_c(string) bind(C, name="print_C")
2335       use iso_c_binding, only: c_char
2336       character(kind=c_char) :: string(*)
2337     end subroutine print_c
2338   end interface
2339   call print_c(C_CHAR_"Hello World"//C_NULL_CHAR)
2340 @end smallexample
2341
2342 As the example shows, one needs to ensure that the
2343 string is @code{NUL} terminated.  Additionally, the dummy argument
2344 @var{string} of @code{print_C} is a length-one assumed-size
2345 array; using @code{character(len=*)} is not allowed.  The example
2346 above uses @code{c_char_"Hello World"} to ensure the string
2347 literal has the right type; typically the default character
2348 kind and @code{c_char} are the same and thus @code{"Hello World"}
2349 is equivalent.  However, the standard does not guarantee this.
2350
2351 The use of strings is now further illustrated using the C library
2352 function @code{strncpy}, whose prototype is
2353
2354 @smallexample
2355   char *strncpy(char *restrict s1, const char *restrict s2, size_t n);
2356 @end smallexample
2357
2358 The function @code{strncpy} copies at most @var{n} characters from
2359 string @var{s2} to @var{s1} and returns @var{s1}.  In the following
2360 example, we ignore the return value:
2361
2362 @smallexample
2363   use iso_c_binding
2364   implicit none
2365   character(len=30) :: str,str2
2366   interface
2367     ! Ignore the return value of strncpy -> subroutine
2368     ! "restrict" is always assumed if we do not pass a pointer
2369     subroutine strncpy(dest, src, n) bind(C)
2370       import
2371       character(kind=c_char),  intent(out) :: dest(*)
2372       character(kind=c_char),  intent(in)  :: src(*)
2373       integer(c_size_t), value, intent(in) :: n
2374     end subroutine strncpy
2375   end interface
2376   str = repeat('X',30) ! Initialize whole string with 'X'
2377   call strncpy(str, c_char_"Hello World"//C_NULL_CHAR, &
2378                len(c_char_"Hello World",kind=c_size_t))
2379   print '(a)', str ! prints: "Hello WorldXXXXXXXXXXXXXXXXXXX"
2380   end
2381 @end smallexample
2382
2383 The intrinsic procedures are described in @ref{Intrinsic Procedures}.
2384
2385 @node Working with Pointers
2386 @subsection Working with Pointers
2387
2388 C pointers are represented in Fortran via the special opaque derived type
2389 @code{type(c_ptr)} (with private components).  Thus one needs to
2390 use intrinsic conversion procedures to convert from or to C pointers.
2391 For example,
2392
2393 @smallexample
2394   use iso_c_binding
2395   type(c_ptr) :: cptr1, cptr2
2396   integer, target :: array(7), scalar
2397   integer, pointer :: pa(:), ps
2398   cptr1 = c_loc(array(1)) ! The programmer needs to ensure that the
2399                           ! array is contiguous if required by the C
2400                           ! procedure
2401   cptr2 = c_loc(scalar)
2402   call c_f_pointer(cptr2, ps)
2403   call c_f_pointer(cptr2, pa, shape=[7])
2404 @end smallexample
2405
2406 When converting C to Fortran arrays, the one-dimensional @code{SHAPE} argument
2407 has to be passed.
2408
2409 If a pointer is a dummy-argument of an interoperable procedure, it usually
2410 has to be declared using the @code{VALUE} attribute.  @code{void*}
2411 matches @code{TYPE(C_PTR), VALUE}, while @code{TYPE(C_PTR)} alone
2412 matches @code{void**}.
2413
2414 Procedure pointers are handled analogously to pointers; the C type is
2415 @code{TYPE(C_FUNPTR)} and the intrinsic conversion procedures are
2416 @code{C_F_PROCPOINTER} and @code{C_FUNLOC}.
2417
2418 Let us consider two examples of actually passing a procedure pointer from
2419 C to Fortran and vice versa.  Note that these examples are also very
2420 similar to passing ordinary pointers between both languages. First,
2421 consider this code in C:
2422
2423 @smallexample
2424 /* Procedure implemented in Fortran.  */
2425 void get_values (void (*)(double));
2426
2427 /* Call-back routine we want called from Fortran.  */
2428 void
2429 print_it (double x)
2430 @{
2431   printf ("Number is %f.\n", x);
2432 @}
2433
2434 /* Call Fortran routine and pass call-back to it.  */
2435 void
2436 foobar ()
2437 @{
2438   get_values (&print_it);
2439 @}
2440 @end smallexample
2441
2442 A matching implementation for @code{get_values} in Fortran, that correctly
2443 receives the procedure pointer from C and is able to call it, is given
2444 in the following @code{MODULE}:
2445
2446 @smallexample
2447 MODULE m
2448   IMPLICIT NONE
2449
2450   ! Define interface of call-back routine.
2451   ABSTRACT INTERFACE
2452     SUBROUTINE callback (x)
2453       USE, INTRINSIC :: ISO_C_BINDING
2454       REAL(KIND=C_DOUBLE), INTENT(IN), VALUE :: x
2455     END SUBROUTINE callback
2456   END INTERFACE
2457
2458 CONTAINS
2459
2460   ! Define C-bound procedure.
2461   SUBROUTINE get_values (cproc) BIND(C)
2462     USE, INTRINSIC :: ISO_C_BINDING
2463     TYPE(C_FUNPTR), INTENT(IN), VALUE :: cproc
2464
2465     PROCEDURE(callback), POINTER :: proc
2466
2467     ! Convert C to Fortran procedure pointer.
2468     CALL C_F_PROCPOINTER (cproc, proc)
2469
2470     ! Call it.
2471     CALL proc (1.0_C_DOUBLE)
2472     CALL proc (-42.0_C_DOUBLE)
2473     CALL proc (18.12_C_DOUBLE)
2474   END SUBROUTINE get_values
2475
2476 END MODULE m
2477 @end smallexample
2478
2479 Next, we want to call a C routine that expects a procedure pointer argument
2480 and pass it a Fortran procedure (which clearly must be interoperable!).
2481 Again, the C function may be:
2482
2483 @smallexample
2484 int
2485 call_it (int (*func)(int), int arg)
2486 @{
2487   return func (arg);
2488 @}
2489 @end smallexample
2490
2491 It can be used as in the following Fortran code:
2492
2493 @smallexample
2494 MODULE m
2495   USE, INTRINSIC :: ISO_C_BINDING
2496   IMPLICIT NONE
2497
2498   ! Define interface of C function.
2499   INTERFACE
2500     INTEGER(KIND=C_INT) FUNCTION call_it (func, arg) BIND(C)
2501       USE, INTRINSIC :: ISO_C_BINDING
2502       TYPE(C_FUNPTR), INTENT(IN), VALUE :: func
2503       INTEGER(KIND=C_INT), INTENT(IN), VALUE :: arg
2504     END FUNCTION call_it
2505   END INTERFACE
2506
2507 CONTAINS
2508
2509   ! Define procedure passed to C function.
2510   ! It must be interoperable!
2511   INTEGER(KIND=C_INT) FUNCTION double_it (arg) BIND(C)
2512     INTEGER(KIND=C_INT), INTENT(IN), VALUE :: arg
2513     double_it = arg + arg
2514   END FUNCTION double_it
2515
2516   ! Call C function.
2517   SUBROUTINE foobar ()
2518     TYPE(C_FUNPTR) :: cproc
2519     INTEGER(KIND=C_INT) :: i
2520
2521     ! Get C procedure pointer.
2522     cproc = C_FUNLOC (double_it)
2523
2524     ! Use it.
2525     DO i = 1_C_INT, 10_C_INT
2526       PRINT *, call_it (cproc, i)
2527     END DO
2528   END SUBROUTINE foobar
2529
2530 END MODULE m
2531 @end smallexample
2532
2533 @node Further Interoperability of Fortran with C
2534 @subsection Further Interoperability of Fortran with C
2535
2536 Assumed-shape and allocatable arrays are passed using an array descriptor
2537 (dope vector).  The internal structure of the array descriptor used
2538 by GNU Fortran is not yet documented and will change.  There will also be
2539 a Technical Specification (TS 29113) which standardizes an interoperable
2540 array descriptor.  Until then, you can use the Chasm Language
2541 Interoperability Tools, @url{http://chasm-interop.sourceforge.net/},
2542 which provide an interface to GNU Fortran's array descriptor.
2543
2544 GNU Fortran already supports the C-interoperable @code{OPTIONAL}
2545 attribute; for absent arguments, a @code{NULL} pointer is passed.
2546
2547
2548
2549 @node GNU Fortran Compiler Directives
2550 @section GNU Fortran Compiler Directives
2551
2552 The Fortran standard describes how a conforming program shall
2553 behave; however, the exact implementation is not standardized.  In order
2554 to allow the user to choose specific implementation details, compiler
2555 directives can be used to set attributes of variables and procedures
2556 which are not part of the standard.  Whether a given attribute is
2557 supported and its exact effects depend on both the operating system and
2558 on the processor; see
2559 @ref{Top,,C Extensions,gcc,Using the GNU Compiler Collection (GCC)}
2560 for details.
2561
2562 For procedures and procedure pointers, the following attributes can
2563 be used to change the calling convention:
2564
2565 @itemize
2566 @item @code{CDECL} -- standard C calling convention
2567 @item @code{STDCALL} -- convention where the called procedure pops the stack
2568 @item @code{FASTCALL} -- part of the arguments are passed via registers
2569 instead using the stack
2570 @end itemize
2571
2572 Besides changing the calling convention, the attributes also influence
2573 the decoration of the symbol name, e.g., by a leading underscore or by
2574 a trailing at-sign followed by the number of bytes on the stack.  When
2575 assigning a procedure to a procedure pointer, both should use the same
2576 calling convention.
2577
2578 On some systems, procedures and global variables (module variables and
2579 @code{COMMON} blocks) need special handling to be accessible when they
2580 are in a shared library.  The following attributes are available:
2581
2582 @itemize
2583 @item @code{DLLEXPORT} -- provide a global pointer to a pointer in the DLL
2584 @item @code{DLLIMPORT} -- reference the function or variable using a global pointer 
2585 @end itemize
2586
2587 The attributes are specified using the syntax
2588
2589 @code{!GCC$ ATTRIBUTES} @var{attribute-list} @code{::} @var{variable-list}
2590
2591 where in free-form source code only whitespace is allowed before @code{!GCC$}
2592 and in fixed-form source code @code{!GCC$}, @code{cGCC$} or @code{*GCC$} shall
2593 start in the first column.
2594
2595 For procedures, the compiler directives shall be placed into the body
2596 of the procedure; for variables and procedure pointers, they shall be in
2597 the same declaration part as the variable or procedure pointer.
2598
2599
2600
2601 @node Non-Fortran Main Program
2602 @section Non-Fortran Main Program
2603
2604 @menu
2605 * _gfortran_set_args:: Save command-line arguments
2606 * _gfortran_set_options:: Set library option flags
2607 * _gfortran_set_convert:: Set endian conversion
2608 * _gfortran_set_record_marker:: Set length of record markers
2609 * _gfortran_set_max_subrecord_length:: Set subrecord length
2610 * _gfortran_set_fpe:: Set when a Floating Point Exception should be raised
2611 @end menu
2612
2613 Even if you are doing mixed-language programming, it is very
2614 likely that you do not need to know or use the information in this
2615 section.  Since it is about the internal structure of GNU Fortran,
2616 it may also change in GCC minor releases.
2617
2618 When you compile a @code{PROGRAM} with GNU Fortran, a function
2619 with the name @code{main} (in the symbol table of the object file)
2620 is generated, which initializes the libgfortran library and then
2621 calls the actual program which uses the name @code{MAIN__}, for
2622 historic reasons.  If you link GNU Fortran compiled procedures
2623 to, e.g., a C or C++ program or to a Fortran program compiled by
2624 a different compiler, the libgfortran library is not initialized
2625 and thus a few intrinsic procedures do not work properly, e.g.
2626 those for obtaining the command-line arguments.
2627
2628 Therefore, if your @code{PROGRAM} is not compiled with
2629 GNU Fortran and the GNU Fortran compiled procedures require
2630 intrinsics relying on the library initialization, you need to
2631 initialize the library yourself.  Using the default options,
2632 gfortran calls @code{_gfortran_set_args} and
2633 @code{_gfortran_set_options}.  The initialization of the former
2634 is needed if the called procedures access the command line
2635 (and for backtracing); the latter sets some flags based on the
2636 standard chosen or to enable backtracing.  In typical programs,
2637 it is not necessary to call any initialization function.
2638
2639 If your @code{PROGRAM} is compiled with GNU Fortran, you shall
2640 not call any of the following functions.  The libgfortran
2641 initialization functions are shown in C syntax but using C
2642 bindings they are also accessible from Fortran.
2643
2644
2645 @node _gfortran_set_args
2646 @subsection @code{_gfortran_set_args} --- Save command-line arguments
2647 @fnindex _gfortran_set_args
2648 @cindex libgfortran initialization, set_args
2649
2650 @table @asis
2651 @item @emph{Description}:
2652 @code{_gfortran_set_args} saves the command-line arguments; this
2653 initialization is required if any of the command-line intrinsics
2654 is called.  Additionally, it shall be called if backtracing is
2655 enabled (see @code{_gfortran_set_options}).
2656
2657 @item @emph{Syntax}:
2658 @code{void _gfortran_set_args (int argc, char *argv[])}
2659
2660 @item @emph{Arguments}:
2661 @multitable @columnfractions .15 .70
2662 @item @var{argc} @tab number of command line argument strings
2663 @item @var{argv} @tab the command-line argument strings; argv[0]
2664 is the pathname of the executable itself.
2665 @end multitable
2666
2667 @item @emph{Example}:
2668 @smallexample
2669 int main (int argc, char *argv[])
2670 @{
2671   /* Initialize libgfortran.  */
2672   _gfortran_set_args (argc, argv);
2673   return 0;
2674 @}
2675 @end smallexample
2676 @end table
2677
2678
2679 @node _gfortran_set_options
2680 @subsection @code{_gfortran_set_options} --- Set library option flags
2681 @fnindex _gfortran_set_options
2682 @cindex libgfortran initialization, set_options
2683
2684 @table @asis
2685 @item @emph{Description}:
2686 @code{_gfortran_set_options} sets several flags related to the Fortran
2687 standard to be used, whether backtracing should be enabled
2688 and whether range checks should be performed.  The syntax allows for
2689 upward compatibility since the number of passed flags is specified; for
2690 non-passed flags, the default value is used.  See also
2691 @pxref{Code Gen Options}.  Please note that not all flags are actually
2692 used.
2693
2694 @item @emph{Syntax}:
2695 @code{void _gfortran_set_options (int num, int options[])}
2696
2697 @item @emph{Arguments}:
2698 @multitable @columnfractions .15 .70
2699 @item @var{num} @tab number of options passed
2700 @item @var{argv} @tab The list of flag values
2701 @end multitable
2702
2703 @item @emph{option flag list}:
2704 @multitable @columnfractions .15 .70
2705 @item @var{option}[0] @tab Allowed standard; can give run-time errors
2706 if e.g. an input-output edit descriptor is invalid in a given standard.
2707 Possible values are (bitwise or-ed) @code{GFC_STD_F77} (1),
2708 @code{GFC_STD_F95_OBS} (2), @code{GFC_STD_F95_DEL} (4), @code{GFC_STD_F95}
2709 (8), @code{GFC_STD_F2003} (16), @code{GFC_STD_GNU} (32),
2710 @code{GFC_STD_LEGACY} (64), @code{GFC_STD_F2008} (128), 
2711 @code{GFC_STD_F2008_OBS} (256) and GFC_STD_F2008_TS (512). Default:
2712 @code{GFC_STD_F95_OBS | GFC_STD_F95_DEL | GFC_STD_F95 | GFC_STD_F2003
2713 | GFC_STD_F2008 | GFC_STD_F2008_TS | GFC_STD_F2008_OBS | GFC_STD_F77
2714 | GFC_STD_GNU | GFC_STD_LEGACY}.
2715 @item @var{option}[1] @tab Standard-warning flag; prints a warning to
2716 standard error.  Default: @code{GFC_STD_F95_DEL | GFC_STD_LEGACY}.
2717 @item @var{option}[2] @tab If non zero, enable pedantic checking.
2718 Default: off.
2719 @item @var{option}[3] @tab Unused.
2720 @item @var{option}[4] @tab If non zero, enable backtracing on run-time
2721 errors.  Default: off.
2722 Note: Installs a signal handler and requires command-line
2723 initialization using @code{_gfortran_set_args}.
2724 @item @var{option}[5] @tab If non zero, supports signed zeros.
2725 Default: enabled.
2726 @item @var{option}[6] @tab Enables run-time checking.  Possible values
2727 are (bitwise or-ed): GFC_RTCHECK_BOUNDS (1), GFC_RTCHECK_ARRAY_TEMPS (2),
2728 GFC_RTCHECK_RECURSION (4), GFC_RTCHECK_DO (16), GFC_RTCHECK_POINTER (32).
2729 Default: disabled.
2730 @item @var{option}[7] @tab If non zero, range checking is enabled.
2731 Default: enabled.  See -frange-check (@pxref{Code Gen Options}).
2732 @end multitable
2733
2734 @item @emph{Example}:
2735 @smallexample
2736   /* Use gfortran 4.7 default options.  */
2737   static int options[] = @{68, 511, 0, 0, 1, 1, 0, 1@};
2738   _gfortran_set_options (8, &options);
2739 @end smallexample
2740 @end table
2741
2742
2743 @node _gfortran_set_convert
2744 @subsection @code{_gfortran_set_convert} --- Set endian conversion
2745 @fnindex _gfortran_set_convert
2746 @cindex libgfortran initialization, set_convert
2747
2748 @table @asis
2749 @item @emph{Description}:
2750 @code{_gfortran_set_convert} set the representation of data for
2751 unformatted files.
2752
2753 @item @emph{Syntax}:
2754 @code{void _gfortran_set_convert (int conv)}
2755
2756 @item @emph{Arguments}:
2757 @multitable @columnfractions .15 .70
2758 @item @var{conv} @tab Endian conversion, possible values:
2759 GFC_CONVERT_NATIVE (0, default), GFC_CONVERT_SWAP (1),
2760 GFC_CONVERT_BIG (2), GFC_CONVERT_LITTLE (3).
2761 @end multitable
2762
2763 @item @emph{Example}:
2764 @smallexample
2765 int main (int argc, char *argv[])
2766 @{
2767   /* Initialize libgfortran.  */
2768   _gfortran_set_args (argc, argv);
2769   _gfortran_set_convert (1);
2770   return 0;
2771 @}
2772 @end smallexample
2773 @end table
2774
2775
2776 @node _gfortran_set_record_marker
2777 @subsection @code{_gfortran_set_record_marker} --- Set length of record markers
2778 @fnindex _gfortran_set_record_marker
2779 @cindex libgfortran initialization, set_record_marker
2780
2781 @table @asis
2782 @item @emph{Description}:
2783 @code{_gfortran_set_record_marker} sets the length of record markers
2784 for unformatted files.
2785
2786 @item @emph{Syntax}:
2787 @code{void _gfortran_set_record_marker (int val)}
2788
2789 @item @emph{Arguments}:
2790 @multitable @columnfractions .15 .70
2791 @item @var{val} @tab Length of the record marker; valid values
2792 are 4 and 8.  Default is 4.
2793 @end multitable
2794
2795 @item @emph{Example}:
2796 @smallexample
2797 int main (int argc, char *argv[])
2798 @{
2799   /* Initialize libgfortran.  */
2800   _gfortran_set_args (argc, argv);
2801   _gfortran_set_record_marker (8);
2802   return 0;
2803 @}
2804 @end smallexample
2805 @end table
2806
2807
2808 @node _gfortran_set_fpe
2809 @subsection @code{_gfortran_set_fpe} --- Enable floating point exception traps
2810 @fnindex _gfortran_set_fpe
2811 @cindex libgfortran initialization, set_fpe
2812
2813 @table @asis
2814 @item @emph{Description}:
2815 @code{_gfortran_set_fpe} enables floating point exception traps for
2816 the specified exceptions.  On most systems, this will result in a
2817 SIGFPE signal being sent and the program being aborted.
2818
2819 @item @emph{Syntax}:
2820 @code{void _gfortran_set_fpe (int val)}
2821
2822 @item @emph{Arguments}:
2823 @multitable @columnfractions .15 .70
2824 @item @var{option}[0] @tab IEEE exceptions.  Possible values are
2825 (bitwise or-ed) zero (0, default) no trapping,
2826 @code{GFC_FPE_INVALID} (1), @code{GFC_FPE_DENORMAL} (2),
2827 @code{GFC_FPE_ZERO} (4), @code{GFC_FPE_OVERFLOW} (8),
2828 @code{GFC_FPE_UNDERFLOW} (16), and @code{GFC_FPE_INEXACT} (32).
2829 @end multitable
2830
2831 @item @emph{Example}:
2832 @smallexample
2833 int main (int argc, char *argv[])
2834 @{
2835   /* Initialize libgfortran.  */
2836   _gfortran_set_args (argc, argv);
2837   /* FPE for invalid operations such as SQRT(-1.0).  */
2838   _gfortran_set_fpe (1);
2839   return 0;
2840 @}
2841 @end smallexample
2842 @end table
2843
2844
2845 @node _gfortran_set_max_subrecord_length
2846 @subsection @code{_gfortran_set_max_subrecord_length} --- Set subrecord length
2847 @fnindex _gfortran_set_max_subrecord_length
2848 @cindex libgfortran initialization, set_max_subrecord_length
2849
2850 @table @asis
2851 @item @emph{Description}:
2852 @code{_gfortran_set_max_subrecord_length} set the maximum length
2853 for a subrecord.  This option only makes sense for testing and
2854 debugging of unformatted I/O.
2855
2856 @item @emph{Syntax}:
2857 @code{void _gfortran_set_max_subrecord_length (int val)}
2858
2859 @item @emph{Arguments}:
2860 @multitable @columnfractions .15 .70
2861 @item @var{val} @tab the maximum length for a subrecord;
2862 the maximum permitted value is 2147483639, which is also
2863 the default.
2864 @end multitable
2865
2866 @item @emph{Example}:
2867 @smallexample
2868 int main (int argc, char *argv[])
2869 @{
2870   /* Initialize libgfortran.  */
2871   _gfortran_set_args (argc, argv);
2872   _gfortran_set_max_subrecord_length (8);
2873   return 0;
2874 @}
2875 @end smallexample
2876 @end table
2877
2878
2879
2880 @c Intrinsic Procedures
2881 @c ---------------------------------------------------------------------
2882
2883 @include intrinsic.texi
2884
2885
2886 @tex
2887 \blankpart
2888 @end tex
2889
2890 @c ---------------------------------------------------------------------
2891 @c Contributing
2892 @c ---------------------------------------------------------------------
2893
2894 @node Contributing
2895 @unnumbered Contributing
2896 @cindex Contributing
2897
2898 Free software is only possible if people contribute to efforts
2899 to create it.
2900 We're always in need of more people helping out with ideas
2901 and comments, writing documentation and contributing code.
2902
2903 If you want to contribute to GNU Fortran,
2904 have a look at the long lists of projects you can take on.
2905 Some of these projects are small,
2906 some of them are large;
2907 some are completely orthogonal to the rest of what is
2908 happening on GNU Fortran,
2909 but others are ``mainstream'' projects in need of enthusiastic hackers.
2910 All of these projects are important!
2911 We will eventually get around to the things here,
2912 but they are also things doable by someone who is willing and able.
2913
2914 @menu
2915 * Contributors::
2916 * Projects::
2917 * Proposed Extensions::
2918 @end menu
2919
2920
2921 @node Contributors
2922 @section Contributors to GNU Fortran
2923 @cindex Contributors
2924 @cindex Credits
2925 @cindex Authors
2926
2927 Most of the parser was hand-crafted by @emph{Andy Vaught}, who is
2928 also the initiator of the whole project.  Thanks Andy!
2929 Most of the interface with GCC was written by @emph{Paul Brook}.
2930
2931 The following individuals have contributed code and/or
2932 ideas and significant help to the GNU Fortran project
2933 (in alphabetical order):
2934
2935 @itemize @minus
2936 @item Janne Blomqvist
2937 @item Steven Bosscher
2938 @item Paul Brook
2939 @item Tobias Burnus
2940 @item Fran@,{c}ois-Xavier Coudert
2941 @item Bud Davis
2942 @item Jerry DeLisle
2943 @item Erik Edelmann
2944 @item Bernhard Fischer
2945 @item Daniel Franke
2946 @item Richard Guenther
2947 @item Richard Henderson
2948 @item Katherine Holcomb
2949 @item Jakub Jelinek
2950 @item Niels Kristian Bech Jensen
2951 @item Steven Johnson
2952 @item Steven G. Kargl
2953 @item Thomas Koenig
2954 @item Asher Langton
2955 @item H. J. Lu
2956 @item Toon Moene
2957 @item Brooks Moses
2958 @item Andrew Pinski
2959 @item Tim Prince
2960 @item Christopher D. Rickett
2961 @item Richard Sandiford
2962 @item Tobias Schl@"uter
2963 @item Roger Sayle
2964 @item Paul Thomas
2965 @item Andy Vaught
2966 @item Feng Wang
2967 @item Janus Weil
2968 @item Daniel Kraft
2969 @end itemize
2970
2971 The following people have contributed bug reports,
2972 smaller or larger patches,
2973 and much needed feedback and encouragement for the
2974 GNU Fortran project: 
2975
2976 @itemize @minus
2977 @item Bill Clodius
2978 @item Dominique d'Humi@`eres
2979 @item Kate Hedstrom
2980 @item Erik Schnetter
2981 @item Joost VandeVondele
2982 @end itemize
2983
2984 Many other individuals have helped debug,
2985 test and improve the GNU Fortran compiler over the past few years,
2986 and we welcome you to do the same!
2987 If you already have done so,
2988 and you would like to see your name listed in the
2989 list above, please contact us.
2990
2991
2992 @node Projects
2993 @section Projects
2994
2995 @table @emph
2996
2997 @item Help build the test suite
2998 Solicit more code for donation to the test suite: the more extensive the
2999 testsuite, the smaller the risk of breaking things in the future! We can
3000 keep code private on request.
3001
3002 @item Bug hunting/squishing
3003 Find bugs and write more test cases! Test cases are especially very
3004 welcome, because it allows us to concentrate on fixing bugs instead of
3005 isolating them.  Going through the bugzilla database at
3006 @url{http://gcc.gnu.org/@/bugzilla/} to reduce testcases posted there and
3007 add more information (for example, for which version does the testcase
3008 work, for which versions does it fail?) is also very helpful.
3009
3010 @end table
3011
3012
3013 @node Proposed Extensions
3014 @section Proposed Extensions
3015
3016 Here's a list of proposed extensions for the GNU Fortran compiler, in no particular
3017 order.  Most of these are necessary to be fully compatible with
3018 existing Fortran compilers, but they are not part of the official
3019 J3 Fortran 95 standard.
3020
3021 @subsection Compiler extensions: 
3022 @itemize @bullet
3023 @item
3024 User-specified alignment rules for structures.
3025
3026 @item
3027 Automatically extend single precision constants to double.
3028
3029 @item
3030 Compile code that conserves memory by dynamically allocating common and
3031 module storage either on stack or heap.
3032
3033 @item
3034 Compile flag to generate code for array conformance checking (suggest -CC).
3035
3036 @item
3037 User control of symbol names (underscores, etc).
3038
3039 @item
3040 Compile setting for maximum size of stack frame size before spilling
3041 parts to static or heap.
3042
3043 @item
3044 Flag to force local variables into static space.
3045
3046 @item
3047 Flag to force local variables onto stack.
3048 @end itemize
3049
3050
3051 @subsection Environment Options
3052 @itemize @bullet
3053 @item
3054 Pluggable library modules for random numbers, linear algebra.
3055 LA should use BLAS calling conventions.
3056
3057 @item
3058 Environment variables controlling actions on arithmetic exceptions like
3059 overflow, underflow, precision loss---Generate NaN, abort, default.
3060 action.
3061
3062 @item
3063 Set precision for fp units that support it (i387).
3064
3065 @item
3066 Variable for setting fp rounding mode.
3067
3068 @item
3069 Variable to fill uninitialized variables with a user-defined bit
3070 pattern.
3071
3072 @item
3073 Environment variable controlling filename that is opened for that unit
3074 number.
3075
3076 @item
3077 Environment variable to clear/trash memory being freed.
3078
3079 @item
3080 Environment variable to control tracing of allocations and frees.
3081
3082 @item
3083 Environment variable to display allocated memory at normal program end.
3084
3085 @item
3086 Environment variable for filename for * IO-unit.
3087
3088 @item
3089 Environment variable for temporary file directory.
3090
3091 @item
3092 Environment variable forcing standard output to be line buffered (unix).
3093
3094 @end itemize
3095
3096
3097 @c ---------------------------------------------------------------------
3098 @c GNU General Public License
3099 @c ---------------------------------------------------------------------
3100
3101 @include gpl_v3.texi
3102
3103
3104
3105 @c ---------------------------------------------------------------------
3106 @c GNU Free Documentation License
3107 @c ---------------------------------------------------------------------
3108
3109 @include fdl.texi
3110
3111
3112
3113 @c ---------------------------------------------------------------------
3114 @c Funding Free Software
3115 @c ---------------------------------------------------------------------
3116
3117 @include funding.texi
3118
3119 @c ---------------------------------------------------------------------
3120 @c Indices
3121 @c ---------------------------------------------------------------------
3122
3123 @node Option Index
3124 @unnumbered Option Index
3125 @command{gfortran}'s command line options are indexed here without any
3126 initial @samp{-} or @samp{--}.  Where an option has both positive and
3127 negative forms (such as -foption and -fno-option), relevant entries in
3128 the manual are indexed under the most appropriate form; it may sometimes
3129 be useful to look up both forms.
3130 @printindex op
3131
3132 @node Keyword Index
3133 @unnumbered Keyword Index
3134 @printindex cp
3135
3136 @bye